(57)【要約】【課題】液晶表示装置のバックライト用平面型白色光源やＰＤＰのプラズマパネル等の高輝度、高効率化に好適な蛍光体を提供する。【解決手段】真空紫外領域紫外線（波長：２００ｎｍ以下）および低速電子線励起下において輝度および効率の高い、一般式Ｌｎ１−ｘ−ｙＴｌｘＴｂｙ（ＢＯ２）３（ただし、ＬｎはＬａ，Ｇｄ，Ｙ，ＬｕそしてＳｃの中から選ばれた少なくとも一種類の元素、ｘおよびｙは０．００３≦ｘ≦０．３および０．０２≦ｙ≦０．６）の組成を有するテルビウム付活希土類メタ硼酸塩蛍光体。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タリウムを含有するテルビウム付活希土類メタ硼酸塩からなることを特徴とする緑色発光蛍光体。
【請求項２】
組成式
Ｌｎ１−ｘ−ｙＴｌｘＴｂｙ（ＢＯ２）３
（ただし、ＬｎはＬａ，Ｇｄ，Ｙ，ＬｕおよびＳｃの中から選ばれた少なくとも一種類の元素を示し、ｘおよびｙはそれぞれ０．００３≦ｘ≦０．３および０．０２≦ｙ≦０．６の範囲の値）で表されることを特徴とする緑色発光蛍光体。
【請求項３】
請求項１または２記載の緑色発光蛍光体を含む蛍光膜を備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の緑色発光蛍光体を含む蛍光膜を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１または２記載の緑色発光蛍光体を含む蛍光膜を備えたことを特徴とする平面型希ガス放電蛍光ランプ。
【請求項６】
希ガスにキセノンガスを用い、その濃度が５〜５０％の範囲であることを特徴とする請求項５記載の平面型希ガス放電蛍光ランプ。
【請求項７】
請求項１または２記載の緑色発光蛍光体を含む蛍光膜を備えたことを特徴とする三波長型希ガス放電白色蛍光ランプ。
【請求項８】
請求項１または２記載の緑色発光蛍光体を含む蛍光膜を備えたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【請求項９】
請求項１または２記載の緑色発光蛍光体を含む蛍光膜を備えたことを特徴とする電界放射型ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【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およびそれを蛍光膜として備えた希ガス放電発光装置およびプラズマ表示装置（ＰＤＰ）あるいは電界放射型ディスプレイ装置（ＦＥＤ）等の表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光装置および表示装置の薄型化傾向に伴い、希ガス放電発光装置（平面型蛍光ランプ装置等）、液晶表示装置、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）あるいは電界放射型ディスプレイ装置（ＦＥＤ）の高性能化が進行している。
【０００３】
例えば、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や環境上の水銀レス化の要請もあり、これら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、これには希ガス共鳴線励起用蛍光体が使用されている。
【０００４】
また、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）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、その共鳴線は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。このガス放電セルの構造は、例えば「カラーＰＤＰ技術と材料（１９９６年、（株）シー・エム・シー発行，２９頁）」等に記載されている。一方、電界放射型ディスプレイ装置（ＦＥＤ）については低速電子線励起用蛍光体が使用されている。
【０００５】
また、真空紫外線（２００ｎｍ以下）励起下において発光輝度および効率の高い蛍光体として、テルビウム付活ガドリニウム・メタ硼酸塩蛍光体が知られている〔ジャーナル  オブ  エレクトロケミカル  ソサイテー１４３巻、Ｎｏ１，（１９９８）ｐ．３３０から３３３頁（Ｊ．  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  Ｖｏｌ  １４３，Ｎｏ．１，（１９９８）ｐ．３３０〜３３３）〕。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
希ガス放電発光装置（平面型蛍光ランプ等）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）および電界放射型ディスプレイ装置（ＦＥＤ）の性能は蛍光体の性能に依存している部分が大きい。現状ではとりわけ緑色蛍光体の輝度ならびに効率向上、短残光化などが望まれている。
【０００７】
本発明の第１の目的は、真空紫外線励起下において発光輝度のより優れた緑色蛍光体を提供することにある。本発明の第２の目的は、真空紫外線励起下において発光輝度のより優れた緑色蛍光体を用いた発光および表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明の緑色蛍光体は、テルビウム付活希土類メタ硼酸塩蛍光体に、増感剤としてタリウム（Ｔｌ）を含むようにしたものである。
【０００９】
また、上記第１の目的を達成するために、本発明の緑色蛍光体は、組成式、
Ｌｎ１−ｘ−ｙＴｌｘＴｂｙ（ＢＯ２）３
（ただし、ＬｎはＬａ，Ｇｄ，Ｙ，ＬｕおよびＳｃの中から選ばれた少なくとも一種類の元素を示し、ｘおよびｙはそれぞれ０．００３≦ｘ≦０．３および０．０２≦ｙ≦０．６の範囲の値）で表されるように構成したものである。
【００１０】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明の発光および表示装置は、増感剤としてタリウムを有するテルビウム付活希土類メタ硼酸塩蛍光体を蛍光膜中に含むようにしたものである。
【００１１】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明の発光および表示装置は、組成式、
Ｌｎ１−ｘ−ｙＴｌｘＴｂｙ（ＢＯ２）３
（ただし、ＬｎはＬａ，Ｇｄ，Ｙ，ＬｕおよびＳｃの中から選ばれた少なくとも一種類の元素を示し、ｘおよびｙはそれぞれ０．００３≦ｘ≦０．３および０．０２≦ｙ≦０．６の範囲の値）で表される緑色発光蛍光体を蛍光膜中に含むようにしたものである。
【００１２】
本発明者等は、テルビウム付活希土類メタ硼酸塩緑色蛍光体の輝度をさらに向上させるために種々検討した結果、タリウム元素の導入が有効であることを見出し、本発明に至った。
【００１３】
上記組成式で表される本発明の蛍光体のｘの値は、０．００３≦ｘ≦０．３の範囲であることが、発光輝度が高い点で好ましい。また、上記Ｌｎで表される元素としては、Ｇｄ，ＬａおよびＹの中から選ばれた少なくとも一種の元素や、これらの元素とＬｕ，Ｓｃの内の少なくとも一種の元素を含むことが好ましく、特に高発光輝度であることから、ＧｄあるいはＧｄと他の元素の組み合わせを含むことが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明者等は高輝度、高効率テルビウム付活メタ硼酸塩蛍光体を開発し、これを緑色成分として用いることにより、高効率の希ガス放電発光装置、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）および電界放射型ディスプレイ装置（ＦＥＤ）を得ることができた。
【００１５】
図１はＧｄ０．９５−ｘＴｌｘＴｂ０．０５（ＢＯ２）３蛍光体の１４７ｎｍ真空紫外線励起下での相対発光輝度のＴｌ濃度（ｘ）依存性を示した。この図から明らかなように、Ｔｌ濃度（ｘ）が０．００３〜０．３の範囲でＴｌ無しの蛍光体よりも発光輝度の高い蛍光体を得ることができた。
【００１６】
以下、本発明の実施例を説明する。まず、本発明の代表的蛍光体は次のようにして合成される。
【００１７】
蛍光体原料としては、酸化ガドリニウム等のガドリニウム化合物、酸化ランタン等のランタン化合物、酸化イットリウム等のイットリウム化合物、酸化ルテチウム等のルテチウム化合物、酸化スカンジウム等のスカンジウム化合物、酸化テルビウム等のテルビウム化合物、酸化硼素、硼酸等の硼素化合物、そして硫酸タリウム等のタリウム化合物を用い、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よく混合する。
【００１８】
この混合物を白金ルツボ、熔融アルミナルツボ等の耐熱容器に充填し、中性雰囲気ないし空気等の酸化性雰囲気中で徐加熱（加熱速度：２００℃／ｈ以下、好ましくは２０℃／ｈ）し、１０００℃前後の温度で焼成する。この焼成物は粉砕後、希アンモニア水溶液による洗浄を経て水洗後乾燥し、本発明の緑色発光蛍光体を得る。
〔実施例１〕
表１に本発明の一実施例の蛍光体の組成および相対発光輝度を示した。このうち試料１の蛍光体は次のように合成した。すなわち、原料としてＧｄ２Ｏ３：１５．４ｇ、Ｔｂ４Ｏ７：０．８４ｇ、Ｈ３ＢＯ３：１８．４ｇ、Ｔｌ２ＳＯ４：０．０６５ｇを秤量した。上記原料を充分によく混合した後、蓋付き熔融アルミナルツボに充填し、９００℃まで徐加熱し、同温度で３時間焼成した。得られた焼成物は粉砕後、希アンモニア水溶液洗浄、水洗、乾燥を行って蛍光体を得た。
【００１９】
この蛍光体の真空紫外線（１４７ｎｍ）励起下での発光輝度はＴｌ無し蛍光体（比較試料）のそれに対し１０２％と高輝度を示した。同様にして試料２〜５の蛍光体を合成した。これらの蛍光体の真空紫外線（１４７ｎｍ）励起下での発光輝度はそれぞれ高い値を示した。
【００２０】
【表１】
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以上の結果から、真空紫外領域紫外線励起下においては、Ｔｌの導入が発光を増大させることが明らかである。この導入Ｔｌイオンは増感剤とみなすことができる。この結果を輝度のＴｌ濃度依存性として図１に示した。Ｔｌ濃度（ｘ）が０．００３≦ｘ≦０．３の範囲でＴｌ無しの場合に比較して高輝度であることが明らかである。
【００２１】
なお、本蛍光体の輝度の活剤Ｔｂ濃度依存性を図２に示したが、実用上の有効Ｔｂ濃度範囲は０．０２≦ｙ≦０．６と考えられる。
〔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Ｔｌを導入したＬａ、Ｙ、ＬｕまたはＳｃを主成分とするメタ硼酸塩蛍光体をそれぞれ合成した（試料番号６〜９）。輝度測定結果を表２〜５に示した。いずれもＴｌ無しの場合（各比較試料）に比較し高輝度であることが明らかである。
【００２２】
【表２】
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【表３】
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【表４】
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【表５】
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〔実施例３〕
先に述べた原料を用い、同様な合成プロセスに従いＴｌを導入したＧｄとＬａ、Ｙ、ＬｕまたはＳｃとの１対１固溶系を主成分とするメタ硼酸塩蛍光体を合成し（試料番号１０〜１３）、それらの輝度測定結果を表６〜９に示した。いずれもＴｌ無しの場合（各比較試料）に比較して高輝度であることが明らかである。
【００２３】
【表６】
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【表７】
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【表８】
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【表９】
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〔実施例４〕
青色蛍光体として２価Ｅｕ付活アルミン酸バリウム・マグネシウム、緑色蛍光体として本発明によるＧｄ０．８５Ｔｌ０．１Ｔｂ０．０５（ＢＯ２）３、そして赤色蛍光体には３価Ｅｕ付活酸化イットリウムを用いて、希ガス（キセノンガス）放電白色蛍光ランプを製作した。このランプは緑色蛍光体のみをＴｌ無しＧｄ０．９５Ｔｂ０．０５（ＢＯ２）３に換えて製作した従来品に比較して高発光輝度を有するものであった。
〔実施例５〕
青色蛍光体として２価Ｅｕ付活アルミン酸バリウム・マグネシウム、緑色蛍光体として本発明によるＧｄ０．８５Ｔｌ０．１Ｔｂ０．０５（ＢＯ２）３、そして赤色蛍光体には３価Ｅｕ付活硼酸イットリウム・ガドリニウムを用いて、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。このランプは緑色蛍光体のみをＴｌ無しＧｄ０．９５Ｔｂ０．０５（ＢＯ２）３に換えて製作した従来品に比較して高発光輝度を有するものであった。
〔実施例６〕
本発明の一実施例として、図３に示した放電セルで構成されるプラズマディスプレイパネルを製作した。図において、１は前面ガラス基板、２は誘電体層、３は保護層ＭｇＯ、４は表示電極（透明電極）、５はバス電極、６は隔壁、７は蛍光体（赤）、８は蛍光体（緑）、９は蛍光体（青）、１０はアドレス電極、１１は誘電体層、１２は背面板ガラス基板である。
【００２４】
本実施例において、青色蛍光膜９を構成する青色蛍光体として２価Ｅｕ付活アルミン酸バリウム・マグネシウム蛍光体、緑色蛍光膜８を構成する緑色蛍光体として本発明によるＧｄ０．８５Ｔｌ０．１Ｔｂ０．０５（ＢＯ２）３、そして赤色蛍光膜７を構成する赤色蛍光体には３価Ｅｕ付活硼酸イットリウム・ガドリニウム蛍光体を用いた。本実施例のパネルは、緑色蛍光体８のみを、増感剤無しＧｄ０．９５Ｔｂ０．０５（ＢＯ２）３に換えて製作した従来品に比較して、高発光効率を有するものであった。
〔実施例７〕
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２価Ｅｕ付活アルミン酸バリウム・マグネシウムを、緑色蛍光膜を構成する緑色蛍光体として本発明によるＧｄ０．８５Ｔｌ０．１Ｔｂ０．０５（ＢＯ２）３を、そして赤色蛍光膜を構成する赤色蛍光体には３価Ｅｕ付活酸化イットリウムを順次形成した。
【００２５】
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。このパネルは緑色蛍光体のみを増感剤無しＧｄ０．９５Ｔｂ０．０５（ＢＯ２）３に換えて製作した従来品に比較して高発光効率を有するものであった。
【００２６】
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、よい表示品質が得られることを確認した。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の緑色発光蛍光体およびこれを用いた表示、発光装置は発光輝度および効率が高く、性能の高い特性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】組成式Ｇｄ０．９５−ｘＴｌｘＴｂ０．０５（ＢＯ２）３の１４７ｎｍ真空紫外線励起下での相対発光輝度のＴｌ含有量（ｘ）依存性を示した図。
【図２】組成式Ｇｄ１−ｙＴｂｙ（ＢＯ２）３の１４７ｎｍ真空紫外線励起下での相対発光輝度のＴｂ含有量（ｙ）依存性を示した図。
【図３】プラズマディスプレイパネルを構成する放電セルの構造図。
【符号の説明】
１…前面ガラス基板、２…誘電体層、３…保護層ＭｇＯ、４…表示電極（透明電極）、５…バス電極、６…隔壁、７…蛍光体（赤）、８…蛍光体（緑）、９…蛍光体（青）、１０…アドレス電極、１１…誘電体層、１２…背面板ガラス基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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