(57)【要約】【課題】従来の蛍光体より一層輝度の高い真空紫外線励起発光素子用の蛍光体を提供する。【解決手段】Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる群より選ばれる１種以上である第一の金属元素Ｍ１と、Ｙ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕからなる群より選ばれる１種以上である第二の金属元素Ｍ２と、ＳｉおよびＧｅからなる群より選ばれる１種以上である第三の金属元素Ｍ３とを含有する金属酸化物に、付活剤としてＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、およびＭｎＳｍ、Ｅｕ、ＹｂおよびＭｎからなる群より選ばれる１種以上である第四の金属元素Ｌｎ１が含有されてなる真空紫外線励起発光素子用蛍光体。【選択図】　　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる群より選ばれる１種以上である第一の金属元素Ｍ１と、Ｙ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕからなる群より選ばれる１種以上である第二の金属元素Ｍ２と、ＳｉおよびＧｅからなる群より選ばれる１種以上である第三の金属元素Ｍ３とを含有する金属酸化物に、付活剤としてＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＭｎからなる群より選ばれる１種以上である第四の金属元素Ｌｎ１が含有されてなることを特徴とする真空紫外線励起発光素子用蛍光体。
【請求項２】
金属酸化物が、一般式Ｍ１Ｍ２ｍＭ３ｎＯ（２＋３ｍ＋４ｎ）／２（式中のＭ１、Ｍ２およびＭ３は前記と同じ意味を有し、ｍは０．５以上１．５以下の範囲であり、ｎは０．５以上２．５以下の範囲である。）で表される金属酸化物である請求項１記載の蛍光体。
【請求項３】
一般式（Ｍ１１−ａＬｎ２ａ）２（Ｍ２１−ｂＬｎ１ｂ）２Ｍ３２Ｏ９（式中のＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＬｎ１はそれぞれ前記と同じ意味を有し、Ｌｎ２はＳｍ、Ｅｕ、ＹｂおよびＭｎからなる群より選ばれる１種以上であり、ａは０以上０．５以下の範囲であり、ｂは０以上０．５以下の範囲であり、ａ＋ｂは０より大きい。）で表される請求項２記載の蛍光体。
【請求項４】
一般式（Ｍ１１−ｃＬｎ２ｃ）３（Ｍ２１−ｄＬｎ１ｄ）２Ｍ３２Ｏ１０（式中のＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｌｎ１およびＬｎ２はそれぞれ前記と同じ意味を有し、ｃは０以上０．５以下の範囲であり、ｄは０以上０．５以下の範囲であり、ｃ＋ｄは０より大きい。）で表される請求項２記載の蛍光体。
【請求項５】
一般式（Ｍ１１−ｅＬｎ２ｅ）３（Ｍ２１−ｆＬｎ１ｆ）２Ｍ３６Ｏ１８（式中のＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｌｎ１およびＬｎ２はそれぞれ前記と同じ意味を有し、ｅは０以上０．５以下の範囲であり、ｆは０以上０．５以下の範囲であり、ｅ＋ｆは０より大きい。）で表される請求項２記載の蛍光体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の蛍光体を用いてなることを特徴とする真空紫外線励起発光素子。
【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（以下「ＰＤＰ」という。）および希ガスランプなどの真空紫外線励起発光素子に好適な蛍光体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
蛍光体はＰＤＰや希ガスランプなどの真空紫外線励起発光素子に用いられている。真空紫外線等によって励起して発光させる蛍光体はすでに知られており、例えば、Ｂａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｏと付活剤（Ｅｕ）とからなるＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕが青色蛍光体として、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｏと付活剤（Ｍｎ）とからなるＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎが緑色蛍光体として、Ｙ、Ｇｄ、Ｂ、Ｏと付活剤（Ｅｕ）とからなる（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕが赤色蛍光体して実用化されている。しかしながら、真空紫外線励起発光素子に用いられている蛍光体にはさらなる輝度の向上が望まれている。
【０００３】
一方、Ｅｘｔｅｎｄｅｄ　ａｂｓｔｒａｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｘｔｈ　ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｄｉｓｐｌａｙ　ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ，２１−２４には、ＣａとＭｇとＳｉとＯと付活剤としてＥｕとが含有され、組成式ＣａＭｇＳｉ２Ｏ６：Ｅｕにより表わされる蛍光体が真空紫外線励起発光素子用の蛍光体として開示されているが、輝度は十分ではなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、より一層輝度の高い真空紫外線励起発光素子用の蛍光体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、かかる状況下、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる群より選ばれる１種以上と、Ｙ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕからなる群より選ばれる１種以上と、ＳｉおよびＧｅからなる群より選ばれる１種以とを含有する金属酸化物に、付活剤としてＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＭｎからなる群より選ばれる１種以上が含有されてなる蛍光体は真空紫外線励起により従来の蛍光体より一層高い輝度を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち本発明は、以下の（１）〜（５）に関するものである。
（１）Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる群より選ばれる１種以上である第一の金属元素Ｍ１と、Ｙ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕからなる群より選ばれる１種以上である第二の金属元素Ｍ２と、ＳｉおよびＧｅからなる群より選ばれる１種以上である第三の金属元素Ｍ３とを含有する金属酸化物に、付活剤としてＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＭｎからなる群より選ばれる１種以上である第四の金属元素Ｌｎ１が含有されてなることを特徴とする真空紫外線励起発光素子用蛍光体。
（２）金属酸化物が、一般式Ｍ１Ｍ２ｍＭ３ｎＯ（２＋３ｍ＋４ｎ）／２（式中のＭ１、Ｍ２およびＭ３は前記と同じ意味を有し、ｍは０．５以上１．５以下の範囲であり、ｎは０．５以上２．５以下の範囲である。）で表される金属酸化物である前記（１）記載の蛍光体。
（３）一般式（Ｍ１１−ａＬｎ２ａ）２（Ｍ２１−ｂＬｎ１ｂ）２Ｍ３２Ｏ９（式中のＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＬｎ１はそれぞれ前記と同じ意味を有し、Ｌｎ２はＳｍ、Ｅｕ、ＹｂおよびＭｎからなる群より選ばれる１種以上であり、ａは０以上０．５以下の範囲であり、ｂは０以上０．５以下の範囲であり、ａ＋ｂは０より大きい。）で表される前記（２）記載の蛍光体。
（４）一般式（Ｍ１１−ｃＬｎ２ｃ）３（Ｍ２１−ｄＬｎ１ｄ）２Ｍ３２Ｏ１０（式中のＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｌｎ１およびＬｎ２はそれぞれ前記と同じ意味を有し、ｃは０以上０．５以下の範囲であり、ｄは０以上０．５以下の範囲であり、ｃ＋ｄは０より大きい。）で表される前記（２）記載の蛍光体。
（５）一般式（Ｍ１１−ｅＬｎ２ｅ）３（Ｍ２１−ｆＬｎ１ｆ）２Ｍ３６Ｏ１８（式中のＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｌｎ１およびＬｎ２はそれぞれ前記と同じ意味を有し、ｅは０以上０．５以下の範囲であり、ｆは０以上０．５以下の範囲であり、ｅ＋ｆは０より大きい。）で表される前記（２）記載の蛍光体。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について詳しく説明する。
本発明の真空紫外線励起発光素子用の蛍光体は、Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる群より選ばれる１種以上である第一の金属元素Ｍ１と、Ｙ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕからなる群より選ばれる１種以上である第二の金属元素Ｍ２と、ＳｉおよびＧｅからなる群より選ばれる１種以上である第三の金属元素Ｍ３とを含有する金属酸化物に、付活剤としてＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＭｎからなる群より選ばれる１種以上である第四の金属元素Ｌｎ１が含有されてなる蛍光体であり、金属酸化物が一般式
Ｍ１Ｍ２ｍＭ３ｎＯ（２＋３ｍ＋４ｎ）／２　　　（Ｉ）
（式中のＭ１、Ｍ２およびＭ３は前記と同じ意味を有し、ｍは０．５以上１．５以下の範囲であり、ｎは０．５以上２．５以下の範囲である。）
で表される金属酸化物である蛍光体が好ましい。
【０００８】
本発明の蛍光体の発光色は付活剤として含まれる金属元素とその価数によって変化する。例えば、３価のＴｂが含有されれば通常は緑色となるが、同じＥｕであっても、Ｅｕが２価であり上記一般式（Ｉ）の２価のＭ１を置換している場合は発光色は通常は青色となり、Ｅｕが３価となり上記一般式の３価のＭ２を置換していれば発光色は通常は赤色となる。
【０００９】
一般式（Ｉ）においてｍ＝１およびｎ＝１の場合で表される金属酸化物に付活剤が含有されてなり、一般式
（Ｍ１１−ａＬｎ２ａ）２（Ｍ２１−ｂＬｎ１ｂ）２Ｍ３２Ｏ９　　　（ＩＩ）
（ただし、ａは０以上０．５以下の範囲であり、ｂは０以上０．５以下の範囲であり、ａ＋ｂは０より大きい。）
により表される蛍光体がさらに好ましい蛍光体の一つである。ａ＋ｂは０．０３以上０．３以下の範囲がさらに一層好ましい。
【００１０】
また、一般式（Ｉ）においてｍ＝２／３およびｎ＝２／３の場合で表される金属酸化物に付活剤が含有されてなり、一般式
（Ｍ１１−ｃＬｎ２ｃ）３（Ｍ２１−ｄＬｎ１ｄ）２Ｍ３２Ｏ１０　　　（ＩＩＩ）
（ただし、ｃは０以上０．５以下の範囲であり、ｄは０以上０．５以下の範囲であり、ｃ＋ｄは０より大きい。）
により表される蛍光体がさらに好ましい蛍光体の一つである。ｃ＋ｄは０．０３以上０．３以下の範囲がさらに一層好ましい。
【００１１】
また、一般式（Ｉ）においてｍ＝２／３およびｎ＝２の場合で表される金属酸化物に付活剤が含有されてなり、一般式
（Ｍ１１−ｅＬｎ２ｅ）３（Ｍ２１−ｆＬｎ１ｆ）２Ｍ３６Ｏ１８　　　（ＩＶ）
（ただし、ｅは０以上０．５以下の範囲であり、ｆは０以上０．５以下の範囲であり、ｅ＋ｆは０より大きい。）
により表される蛍光体がさらに好ましい蛍光体の一つである。ｅ＋ｆは０．０３以上０．３以下の範囲がさらに一層好ましい。
【００１２】
以下に本発明の真空紫外線励起発光素子用蛍光体の製造方法について説明する。
本発明の蛍光体の製造方法は特に限定されるものではなく、例えば、金属化合物の混合物であって、焼成によりＣａ、ＳｒおよびＢａからなる群より選ばれる１種以上、Ｙ、Ｌａ、ＧｄおよびＬｕからなる群より選ばれる１種以上、ＳｉおよびＧｅからなる群より選ばれる１種以上とを含有する金属酸化物に、付活剤としてＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、およびＭｎからなる群より選ばれる１種以上が含有されてなる蛍光体になりうる混合物を焼成することにより製造することができる。すなわち、これらの金属元素を含む化合物を所定の組成となるように秤量して混合した後、焼成することにより製造することができる。
【００１３】
例えば、本発明の蛍光体の好ましい組成の例として、組成式がＣａ２（Ｙ０．９５Ｅｕ０．０５）２Ｓｉ２Ｏ９で表される蛍光体は、ＣａＣＯ３、Ｙ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、ＳｉＯ２をＣａ：Ｙ：Ｅｕ：Ｓｉのモル比が１：０．９５：０．０５：１になるように秤量して混合した後、大気中で例えば１６００℃で焼成することにより得ることができる。
【００１４】
本発明の蛍光体を製造するためのカルシウム化合物、ストロンチウム化合物、バリウム化合物、イットリウム化合物、ランタン化合物、ガドリニウム化合物、ルテニウム化合物、ケイ素化合物、ゲルマニウム化合物としては、また、付活剤となるセリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、マンガンを含む化合物としては、高純度（純度９９重量％以上）の水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物、シュウ酸塩など高温で分解し酸化物になりうるものかまたは高純度（純度９９重量％以上）の酸化物を用いることができる。これらの化合物の混合には、通常工業的に用いられているボールミル、Ｖ型混合機、または攪拌装置等を用いることができる。
【００１５】
次いで、得られた混合物を、例えば１０００℃から１７００℃の温度範囲にて１〜１００時間焼成することにより本発明の蛍光体が得られる。原料に水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物、シュウ酸塩など高温で分解し酸化物になりうるものを使用した場合、焼成の前に、化合物の分解や水分の除去のために、例えば６００℃から９００℃の温度範囲にて仮焼することも可能である。
【００１６】
焼成の雰囲気は特に限定されるものではないが、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウムを付活剤として用いた場合は空気、酸素、酸素を含むアルゴン等の酸化性雰囲気中で焼成することが好ましく、セリウム、テルビウムを付活剤として用いた場合は、例えば水素を０．１〜１０体積％含む窒素や水素を０．１〜１０体積％含むアルゴン等の還元性雰囲気で焼成することが好ましい。ユーロピウム、イッテルビウム、サマリウム、マンガンを付活剤として用いた場合で、それぞれの元素の価数をそれぞれの元素の高い方の価数に保ちたい場合は前記のような酸化性雰囲気中で焼成することが好ましく、それぞれの元素の低い方の価数に保ちたい場合は前記のような還元性雰囲気中で焼成することが好ましい。
【００１７】
また仮焼を行うときの雰囲気は特に限定されず、酸化性雰囲気、還元性雰囲気窒素やアルゴン等の不活性雰囲気のいずれでもよい。また、焼成反応を促進するために、適量のフラックスを添加してもよい。蛍光体の粒子の結晶性を高めるために、再焼成することもできる。
【００１８】
さらに上記方法にて得られた蛍光体を、例えばボールミル、ジェットミル等を用いて粉砕解砕することができる。また、洗浄、分級することができる。得られる蛍光体の結晶性を高めるために、再焼成を行うこともできる。
【００１９】
以上のようにして得られる本発明の蛍光体は真空紫外線励起によって高い輝度が得られ、ＰＤＰおよび希ガスランプなどの真空紫外線励起発光素子に好適である。
【００２０】
ここで、本発明の蛍光体を用いてなる真空紫外線励起発光素子の例としてＰＤＰの製造方法について説明する。ＰＤＰの製造方法としては、例えば、特開平１０−１９５４２８号公報に開示されているような公知の方法が使用できる。すなわち、青色、緑色、赤色発光用のそれぞれの真空紫外線励起発光素子用蛍光体を、例えば、セルロース系化合物、ポリビニルアルコールのような高分子化合物および有機溶媒からなるバインダーと混合して蛍光物質ペーストを調製する。この蛍光体ペーストまたは蛍光物質ペーストをスクリーン印刷などの方法によって背面基板の内面の隔壁で仕切られアドレス電極を備えたストライプ状の基板表面と隔壁面に塗布した後、３００〜６００℃の温度範囲で熱処理し、それぞれの蛍光体層を形成させる。これに、蛍光体層と直交する方向の透明電極およびバス電極を備え、内面に誘電体層と保護層を設けた表面ガラス基板を重ねて接着する。内部を排気して低圧のＸｅやＮｅ等の希ガスを封入し、放電空間を形成させることにより、ＰＤＰを製造することができる。
【００２１】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２２】
比較例１
炭酸カルシウム（和光純薬工業（株）製、ＣａＣＯ３）、酸化ユーロピウム（信越化学工業（株）製、Ｅｕ２Ｏ３）、炭酸マグネシウム（協和化学工業（株）製、ＭｇＣＯ３）、酸化珪素（和光純薬工業（株）製、ＳｉＯ２）の各原料をＣａＣＯ３：ＭｇＣＯ３：Ｅｕ２Ｏ３：ＳｉＯ２のモル比が０．９７：１：０．０１５：２になるように秤量、混合した後、２体積％のＨ２を含有するＡｒ雰囲気中で１４００℃の温度で２時間焼成した。このようにして、組成式が（Ｃａ０．９７Ｅｕ０．０３）ＭｇＳｉ２Ｏ６で表される蛍光体を得た。この蛍光体に、６．７Ｐａ（５×１０−２Ｔｏｒｒ）以下の真空槽内で、得られた蛍光体にエキシマ１４６ｎｍランプ（ウシオ電機社製、Ｈ００１２型）を用いて紫外線を照射したところ、青色の発光を示し、得られた輝度を１００とした。
【００２３】
実施例１
炭酸カルシウム（和光純薬工業（株）製、ＣａＣＯ３）、酸化イットリウム（信越化学工業（株）製、Ｙ２Ｏ３）、酸化ユーロピウム（信越化学工業（株）製、Ｅｕ２Ｏ３）、酸化珪素（和光純薬工業（株）製、ＳｉＯ２）各原料をＣａＣＯ３：Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ２Ｏ３：ＳｉＯ２のモル比が０．９５：０．５：０．０２５：１になるように配合、混合した後、２体積％Ｈ２含有Ａｒ雰囲気中で１４００℃の温度で２時間保持して焼成した。このようにして、組成式が（Ｃａ０．９５Ｅｕ０．０５）２Ｙ２Ｓｉ２Ｏ９（一般式（ＩＩ）においてＭ１がＣａ、Ｍ２がＹ、Ｍ３がＳｉ、Ｌｎ２がＥｕ、ａ＝０．０５、ｂ＝０の場合である。）により表される蛍光体を得た。この蛍光体に、６．７Ｐａ（５×１０−２Ｔｏｒｒ）以下の真空槽内で、得られた蛍光体にエキシマ１４６ｎｍランプ（ウシオ電機社製、Ｈ００１２型）を用いて紫外線を照射したところ、青色の発光を示し、得られた輝度は比較例１の輝度を１００とすると、１０８であった。
【００２４】
実施例２
炭酸カルシウム（和光純薬工業（株）製、ＣａＣＯ３）、酸化イットリウム（信越化学工業（株）製、Ｙ２Ｏ３）、酸化ユーロピウム（信越化学工業（株）製、Ｅｕ２Ｏ３）、酸化珪素（和光純薬工業（株）製、ＳｉＯ２）各原料をＣａＣＯ３：Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ２Ｏ３：ＳｉＯ２のモル比が１：０．４７５：０．０２５：１になるように配合、混合した後、大気中で１６００℃の温度で２時間焼成した。このようにして、組成式がＣａ２（Ｙ０．９５Ｅｕ０．０５）２Ｓｉ２Ｏ９（一般式（ＩＩ）においてＭ１がＣａ、Ｍ２がＹ、Ｍ３がＳｉ、Ｌｎ１がＥｕ、ａ＝０、ｂ＝０．０５の場合である。）により表される蛍光体を得た。この蛍光体に、６．７Ｐａ（５×１０−２Ｔｏｒｒ）以下の真空槽内で、得られた蛍光体にエキシマ１４６ｎｍランプ（ウシオ電機社製、Ｈ００１２型）を用いて紫外線を照射したところ、赤色の発光を示し、得られた輝度は比較例１の輝度を１００とすると、１２５であった。
【００２５】
実施例３
炭酸カルシウム（和光純薬工業（株）製、ＣａＣＯ３）、酸化セリウム（信越化学工業（株）製、ＣｅＯ２）、酸化珪素（和光純薬工業（株）製、ＳｉＯ２）各原料をＣａＣＯ３：Ｙ２Ｏ３：ＣｅＯ２：ＳｉＯ２のモル比が１：０．４７５：０．０５：１になるように配合、混合した後、還元雰囲気中で１４００℃の温度で２時間保持して焼成した。このようにして、組成式がＣａ２（Ｙ０．９５Ｃｅ０．０５）２Ｓｉ２Ｏ９（一般式（ＩＩ）においてＭ１がＣａ、Ｍ２がＹ、Ｍ３がＳｉ、Ｌｎ１がＣｅ、ａ＝０、ｂ＝０．０５の場合である。）により表される蛍光体を得た。この蛍光体に、６．７Ｐａ（５×１０−２Ｔｏｒｒ）以下の真空槽内で、得られた蛍光体にエキシマ１４６ｎｍランプ（ウシオ電機社製、Ｈ００１２型）を用いて紫外線を照射したところ、青色の発光を示し、比較例１の輝度を１００とすると、１０７であった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の蛍光体は真空紫外線励起による発光の輝度が高く、特にＰＤＰや希ガスランプなどの真空紫外線励起発光素子用に好適であり、高輝度の真空紫外線励起発光素子が実現できるので、工業的に極めて有用である。