JP2000345148A

JP2000345148A - プラズマディスプレイパネル、蛍光体および蛍光体膜ならびに蛍光体の製造方法

Info

Publication number: JP2000345148A
Application number: JP11161386A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kado; 博行加道; Kanako Miyashita; 加奈子宮下
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 1999-06-08
Publication date: 2000-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】セル構成がハイビジョン並に細かいＰＤＰに
使用した場合などでも、良好なパネル輝度を得ることが
可能な蛍光体とその製造方法、ならびに当該蛍光体を用
いたＰＤＰを提供する。【解決手段】粗粒子状態で得られる蛍光体中の凝集粒
子を粉砕加工し、コールターカウンタ法と空気透過法に
よる各粒径の測定値を比較しながら、前記蛍光体の平均
粒径を一次粒子（単結晶粒子）の平均粒径に近づける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光体とその製造
方法、および当該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】蛍光体を用いてカラー表示するディスプ
レイデバイスでは、一般に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青
色（Ｂ）の３色にそれぞれ蛍光発光する各蛍光体をディ
スプレイ面にマトリクス状またはストライプ状に塗布
し、特定の位置の蛍光体に電子線または紫外線を照射し
て所望の表示を行うようになっている。

【０００３】このようなディスプレイデバイスで用いら
れる蛍光体は、例えば以下の方法で製造される。すなわ
ち青色蛍光体（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ）は、まず、
炭酸バリウム（ＢａＣＯ₃）、炭酸マグネシウム（Ｍｇ
ＣＯ₃）、酸化アルミニウム（α−Ａｌ₂Ｏ₃）をＢａ、
Ｍｇ、Ａｌの原子比で１対１対１０になるように配合す
る。次にこの混合物に対して所定量の酸化ユーロピウム
（Ｅｕ₂Ｏ₃）を添加する。そして、適量のフラックス
（ＡｌＦ₂、ＢａＣｌ₂）と共にボールミルで混合し、１
４００℃〜１６５０℃で所定時間（例えば、０．５時
間）、還元雰囲気（Ｈ₂、Ｎ₂中）で焼成する。

【０００４】赤色蛍光体（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ）は、水酸化イ
ットリウムＹ₂(ＯＨ)₃とホウ酸（Ｈ ₃ＢＯ₃）とをＹ、Ｂ
の原子比が１対１になるように配合する。次に、この混
合物に対して所定量の酸化ユーロピウム（Ｅｕ₂Ｏ₃）を
添加し、適量のフラックスと共にボールミルで混合し、
空気中１２００℃〜１４５０℃で所定時間（例えば１時
間）焼成する。

【０００５】緑色蛍光体（Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ）は、酸
化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ケイ素(Ｓｉ０₂）をＺｎ、Ｓｉ
の原子比が２対１になるように配合する。次に、この混
合物に所定量の酸化マンガン（Ｍｎ₂Ｏ₃）を添加し、ボ
ールミルで混合後、空気中１２００℃〜１３５０℃で所
定時間（例えば０．５時間）焼成する。こうして焼成を
行った後に前記混合物をほぐす（解砕する）と蛍光体が
得られる。

【０００６】以上のように作製される蛍光体を用いるデ
ィスプレイデバイスとしては、従来よりＣＲＴが広く使
用されているが、近年ではハイビジョンをはじめとする
高品位、大画面のディスプレイデバイスへの期待が高り
つつある中で、プラズマディスプレイパネル（以下「Ｐ
ＤＰ」と称す）が注目されている。ＰＤＰは、２枚のガ
ラス板を対向させ、その間に複数の隔壁（リブ）をスト
ライプ状に形成し、隔壁間にＲＧＢ各色ごとに蛍光体を
塗布して気密接着し、隔壁とガラス板の間の放電空間に
封入した放電ガスの発生する紫外線（ＵＶ）により放電
して蛍光発光させるものである。

【０００７】このような構造を有するＰＤＰは大画面の
実現が比較的容易であり、すでに５０インチクラスの製
品が開発されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところでＰＤＰは、放
電空間で発生する紫外線の強度が放電空間の大きさに比
例する性質がある。近年より期待されているフルスペッ
クの４２インチハイビジョンテレビでは画素数が１９２
０×１１２５、セルピッチが０．１５ｍｍ×０．４８ｍ
ｍで１セル面積が０．０７２ｍｍ²の細かさになるが、
このスペックのＰＤＰを従来のセル構成で作製すると、
上記性質より紫外線の強度が下がり、蛍光体の蛍光発光
も弱くなって、パネル発光効率が０．１５〜０．１７ｌ
ｍ／Ｗ程度と、ＮＴＳＣ方式のＰＤＰに比べて１／７〜
１／８程度に低下してしまうのが予想される。

【０００９】このことから、ＰＤＰでハイビジョンのよ
うな微細セルを作製するにあたっては、従来のＰＤＰよ
りも輝度を大幅に向上させなければならない。これを実
現させるためには、蛍光体層中の蛍光体粒子の充填率を
上げ、紫外線による蛍光発光を有効にパネルの全面から
取り出すようにするといった対策が考えられる。しかし
ながら一般に、上記作製方法により作製された蛍光体
は、ほぼ単結晶からなる粒子（以下、一次粒子という）
が単独で存在しているものと、数個以上の一次粒子が凝
集してなる粒子（以下、二次粒子という）が存在してい
るものとが混在した粒子群（以下、粗粒子という）の状
態で得られる。図３は、この粗粒子状態の蛍光体の様子
を示す図である。

【００１０】当図３に示すように、粗粒子状態の蛍光体
には凝集粒子である二次粒子が存在し、非常に様々な粒
径の蛍光体が含まれる。したがって粗粒子状態の蛍光体
でＰＤＰの蛍光体層を形成すると、蛍光体層中に間隙が
生じて充填率が優れにくい問題がある。蛍光体層中に間
隙があると、蛍光発光が蛍光体層の内部で乱反射するな
ど、発光効率に悪影響を及ぼす原因になる。

【００１１】これらの問題に対し、従来から蛍光体を粉
砕処理する方法が考えられているが、蛍光体層の充填率
は改善されるものの、どうしても過度に粉砕されて蛍光
体の結晶性が損なわれる傾向があるため、この方法で発
光効率を向上させることは難しく、逆に発光効率を低下
させる場合がある。このように現在では、特にＰＤＰに
使用する蛍光体において、そのセル構成がハイビジョン
並に細かくなる場合などに、蛍光体層の充填率を良好に
しつつ、優れたパネル輝度を実現できる蛍光体を得るこ
とは難しいとされている。

【００１２】本発明はこのような課題に鑑みて為された
ものであって、その目的は、セル構成がハイビジョン並
に細かいＰＤＰに使用した場合などでも、良好なパネル
輝度を得ることが可能な蛍光体とその製造方法、ならび
に当該蛍光体を用いたＰＤＰを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に発明者らは鋭意検討した結果、蛍光体において二次粒
子の凝集度合いを小さく規定することによって、発光効
率を確実に向上できることを見出した。これには具体的
に、粗粒子状態の蛍光体の平均粒径を空気透過法で測定
すると、当該粗粒子状態の蛍光体中の一次粒子の平均粒
径にほぼ近い値が得られることを利用する。本発明で
は、この空気透過法による粗粒子状態の蛍光体の平均粒
径の測定値を一次粒子の平均粒径と見なすものとした。

【００１４】一方、同蛍光体についてコールタカウンタ
法を適用し、粗粒子状態の蛍光体としての平均粒径が得
られることを確認した。このように上記２種類の測定方
法によって、測定される値の示す対象を区別できる理由
については詳細を後述するが、大まかには測定対象物に
対して空気透過法が比表面積、コールタカウンタ法が体
積にそれぞれ基づいて粒径を測定することに起因してい
る。

【００１５】そこで本発明は、合成後の粗粒子状態の蛍
光体に解砕工程を行い、しかも解砕処理の程度を一次粒
子の平均粒径とほぼ同値、もしくはその一定レベル近く
まで行うことで、本来の結晶性を保持しつつ、各蛍光体
粒子同士の粒径のばらつきが小さくなるように平均粒径
を調整した蛍光体とした。具体的には後述の実験結果よ
り、粗粒子状態の蛍光体の平均粒径を、一次粒子の平均
粒径と同値以上１.５倍以内に調整すると望ましいこと
がわかった。なお、ここでいう「解砕」とは「ほぐす」
ことであり、負荷をかけて「粉砕」することではない。

【００１６】このように本発明では、解砕工程によって
蛍光体の粒径のばらつきを抑制するように調整するの
で、この製造方法より作製した蛍光体をＰＤＰなどの蛍
光体層に利用すると、その充填率が従来より向上され
る。また、解砕工程では一次粒子の平均粒径を基準に粗
粒子状態の蛍光体の平均粒径を調整していくので、従来
のように過度に蛍光体を破壊し、結晶性が失われるのが
回避される。したがって、粒径の均一な発光効率のよい
蛍光体が得られるので、これを蛍光体層に用いたＰＤＰ
では優れたパネル輝度が得られることとなる。

【００１７】また、一次粒子の平均粒径は温度条件の加
減などの公知の方法で、蛍光体の合成時に小さくなるよ
うに調節できるため、これに本発明の効果を合わせると
ハイビジョンなどの微細セル構造を有するＰＤＰでも良
好な輝度を得ることが可能である。

【００１８】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）＜蛍光体の製造方法＞以下、本実施の形態１の蛍光体の
製造方法を説明する。本実施の形態１では、一般的にＰ
ＤＰの蛍光体層に使用されている次の蛍光体材料を用い
る。なお、当然ながら本発明はこれらの組成の蛍光体材
料に限定するものではない。

【００１９】青色蛍光体：ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ緑色蛍光体：Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ赤色蛍光体：Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕここで図１は、本実施の形態１の蛍光体の製造工程のフ
ロー図である。当図１に従って各製造工程を説明する。

【００２０】１─ａ.蛍光体合成工程青色蛍光体（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ）は、炭酸バリ
ウム（ＢａＣＯ₃）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ₃）、
酸化アルミニウム（α−Ａｌ₂Ｏ₃）をＢａ、Ｍｇ、Ａｌ
の原子比が１：１：１０になるように混合する。次に、
この混合物に所定量の酸化ユーロピウム（Ｅｕ₂０₃）を
添加し、適量のフラックス（媒溶剤、ＡｌＦ₂）と共に
ボールミルで混合する。そして１３００℃〜１８００℃
で所定時間（例えば０．５時間）、還元雰囲気（Ｈ₂、
Ｎ₂中）で加熱する。

【００２１】赤色蛍光体（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ）は、水酸化イ
ットリウムＹ₂(ＯＨ)₃とホウ酸（Ｈ ₃ＢＯ₃）をＹとＢの
原子比が１：１になるように配合する。次に、この混合
物に所定量の酸化ユーロピウム（Ｅｕ₂Ｏ₃）を添加し、
適量のフラックスと共にボールミルで混合する。そして
空気中１２００℃〜１７００℃で所定時間（例えば１時
間）加熱する。

【００２２】緑色蛍光体（Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ）は、酸
化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ケイ素(ＳｉＯ２）をＺｎ、Ｓ
ｉの原子比が２：１になるように配合する。次に、この
混合物に所定量の酸化マンガン（Ｍｎ₂Ｏ₃）を添加し、
ボールミルで混合する。そして空気中１０００℃〜１５
００℃で所定時間（例えば０．５時間）加熱する。上記
加熱により、蛍光体が合成される。これらの合成後の蛍
光体粒子は軽度に凝結しているため、後述の解砕工程１
─ｅに先立って、結晶性が損なわれない程度に超音波発
生器などでほぐす（解砕する）。そして前記図３に示し
た粗粒子状態の蛍光体を得る。

【００２３】なお、上記合成により得られる蛍光体中の
一次粒子の粒径は、温度条件や加熱時間によって調整可
能であることが知られている。ここでは、各蛍光体の一
次粒子が約３μｍの平均粒径になるように設定する例を
示した。このため、他の蛍光体材料を使用する場合に
は、適宜温度条件、加熱時間などを変更し、一次粒子の
粒径を調整する必要がある。

【００２４】１─ｂ.空気透過法による平均粒径の測定次に、得られた粗粒子状態の蛍光体について空気透過法
により平均粒径を測定する。ここで、粗粒子状態の蛍光
体を空気透過法により測定すると、当該粗粒子中に含ま
れる一次粒子の平均粒径が測定できることが発明者らに
よって明らかにされている。これは、具体的には空気透
過法が測定対象となる粒子の比表面積に基づいた測定方
法であるため、粒径の異なる複数の粒子が凝集した粗粒
子を測定した場合でも、その比表面積（表面積/体積）
は各粒子の比表面積の平均値と近い値となり、これから
算出される粒径も一次粒子の平均粒径と近い値となる。

【００２５】このようにしてＲＧＢ各色の粗粒子状態の
蛍光体について測定を行い、当該粗粒子中に含まれる一
次粒子の平均粒径が約３μｍであることを確認した。１─ｃ.コールタカウンタ法による平均粒径の測定１─ｂの測定に続き、ここでは同様の粗粒子状態の蛍光
体について、コールタカウンタ法により平均粒径を測定
する。ここで、粗粒子状態の蛍光体をコールタカウンタ
法により測定すると、粗粒子全体としての蛍光体粒子の
平均粒径が測定できることが発明者らによって明らかに
されている。これは、具体的にはコールタカウンタ法が
測定対象となる粒子の体積に基づいた測定方法であるた
め、粒径の異なる複数の粒子が凝集した粗粒子を測定し
た場合、測定される体積は一次粒子の体積の総和とな
り、これから算出される粒径は粗粒子の粒径に近い値と
なる。

【００２６】このようにしてＲＧＢ各色の粗粒子状態の
蛍光体の平均粒径を測定し、当該蛍光体の粗粒子全体と
しての平均粒径が約６μｍであることを確認した。１─ｄ.測定値比較次に、１─ｂおよび１─ｃで得られた一次粒子の平均粒
径と粗粒子の平均粒径の比を算出し、その比の値を基準
値と比較する。ここでは一例として基準値に１.２とい
う数値を用い、一次粒子の平均粒径に対する粗粒子の平
均粒径の比を比較値とし、これがほぼ１.２倍（小数点
以下第２位を四捨五入して１.２倍となる値）であるか
否かを判断する。このように判断を行う理由と目的は以
下の通りである。

【００２７】すなわち前述したように、ハイビジョン並
の微細セル構造を持つＰＤＰなどでも良好なパネル輝度
を得るためには、その対策の一つとして蛍光体層に用い
る蛍光体粒子の充填率を高めることが考えられる。これ
には蛍光体粒子の粒径をばらつきを抑制するような調整
加工が必要であるが、この加工時に蛍光体粒子への負荷
が過度にかかると、蛍光体粒子の結晶性が損なわれ、十
分な発光効率が得られないことになる。

【００２８】本実施の形態１ではこの問題を十分踏ま
え、解砕工程と蛍光体粒子の平均粒径の確認を繰り返
し、最初は粗粒子状態であった蛍光体について、その平
均粒径を一次粒子の平均粒径と同等、またはそれに一定
レベルまで近づけることにより、結晶性を保ちつつ良好
に粒径の揃った蛍光体を作製することを特徴とする。つ
まり１─ｄの測定値比較というステップは、一次粒子の
平均粒径に対して現在の粗粒子状態の蛍光体の平均粒径
がどれだけずれているか、またそれによりどれだけの度
合いまで解砕処理すればよいかを判断するステップであ
る。ここで、前記「ほぼ１.２倍の比」という数値は、
後述の実験より好適であると分かった値の一例であり、
適時他の数値に変更してもよい（この場合、１.０以上
１.５以内の数値範囲から選択することになる）。

【００２９】いま、一次粒子の平均粒径が約３μｍ、粗
粒子の平均粒径が約６μｍであるから、「粗粒子の平均
粒径/一次粒子の平均粒径」の比は２である。従って、
この比の値が小数点以下第２位を四捨五入して１.２に
なるように、粗粒子状態の蛍光体に解砕工程を行う必要
があると判断する。１─ｅ.解砕工程次に、上記１─ｄの判断に従い、粗粒子状態の蛍光体に
解砕工程を行う。これにはボールミルを用いてもよい
が、強度の調整が難しい場合もあり、粗粒子状態の蛍光
体中に含まれる一次粒子の結晶性をより良好に維持する
ためにも超音波発生器などを用いるとよい。

【００３０】当該１─ｅの解砕工程が一旦終了したら、
図１のフロー図に示すように、再びプロセスを１─ｃに
戻し、コールターカウンタ法により蛍光体の平均粒径を
測定する。そして１─ｄに至り、一次粒子の平均粒径に
対する粗粒子の平均粒径の比の値（比較値）を算出し
て、それを基準値（１.２倍）と比較する。比較値と基
準値が同一になれば、当該蛍光体の製造工程を終了し、
そうでなければ１─ｃ→１─ｄ→１─ｅ→１─ｃのサイ
クルを繰り返す。

【００３１】一次粒子の平均粒径は本来、一次粒子と二
次粒子とからなる粗粒子の平均粒径よりも小さいことが
自明であるため、このような製造工程により、図４に示
すように次第に平均粒径が一次粒子と同一、もしくはそ
れに一定レベルまで近い（ここでは最終的に前記比の値
が１.２倍）の蛍光体粒子が得られることとなる。な
お、蛍光体の合成工程としては上記した１─ａの方法に
限らず、例えば公知のゾル−ゲル法などによる合成工程
であってもよい。

【００３２】また、蛍光体合成工程１─ａ後、もしくは
１─ｄ後の蛍光体の加工終了後に、当該１─ａとほぼ同
様、もしくは若干の低温度にしつつ、短時間の条件で加
熱処理を行うと、蛍光体粒子の表面に存在する微少な結
晶の欠陥準位が補修されるので望ましい（ここで、実際
の蛍光体粒子の表面の状態はＴＥＭ等で確認できる）。

【００３３】＜上記蛍光体を用いたＰＤＰ＞次に、上記
方法により製造した蛍光体を用いたＰＤＰの構成につい
て説明する。図２は、当該ＰＤＰの主要構成を示す部分
的な断面斜視図である。図中、ｚ方向がＰＤＰの厚み方
向、ｘｙ平面がＰＤＰ面に平行な平面に相当する。当図
に示すように、本ＰＤＰは交流面放電型ＰＤＰであっ
て、互いに主面を対向させて配設されたフロントパネル
１０およびバックパネル２０から構成される。

【００３４】フロントパネル１０の基板となるフロント
パネルガラス１１には、その片面に一対の表示電極１
２、１３（Ｘ電極１２、Ｙ電極１３）がｘ方向に沿って
構成され、一対の表示電極１２、１３との間で面放電を
行うようになっている。表示電極１２、１３を配設した
フロントパネルガラス２１には、当該ガラス１１の面全
体にわたって誘電体層１４がコートされ、さらに誘電体
層１４には保護層１５がコートされている。

【００３５】バックパネル２０の基板となるバックパネ
ルガラス２１には、その片面に複数のアドレス電極２３
がｙ方向を長手方向として一定間隔でストライプ状に並
設され、このアドレス電極２３を内包するようにバック
パネルガラス２１の全面にわたって誘電体膜２２がコー
トされている。誘電体膜２２上には、隣接するアドレス
電極２３の間隙に合わせて隔壁２４が配設され、そして
隣接する隔壁２４の側壁とその間の誘電体膜２２の面上
には、単結晶粒子からなる一次粒子の平均粒径が３μ
ｍ、全体として約３.６μｍの（すなわち一次粒子の平
均粒径に対する粗粒子の平均粒径比が１.２の）蛍光体
粒子からなる赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の何
れかに対応する蛍光体層２５〜２７が形成されている。
前記蛍光体粒子は本発明の特徴として、過度な粉砕工程
を回避して作製されているため、粒子表面の結晶性が従
来より向上されている。

【００３６】フロントパネル１０とバックパネル２０
は、アドレス電極２３と表示電極１２、１３の互いの長
手方向が直交するように対向させつつ、両パネル１０、
２０の外周縁部にて接着し封止されている。そして前記
両パネル１０、２０の間にＸｅを含む放電ガス（封入ガ
ス）が所定の圧力（従来は通常３００〜５００Ｔｏｒｒ
程度）で封入され、隣接する隔壁２４間が放電空間２８
となり、隣り合う一対の表示電極１２、１３と１本のア
ドレス電極２３が放電空間２８を挟んで交叉する領域
が、画像表示にかかるセル（不図示）となる。ＰＤＰ駆
動時には各セルにおいて、アドレス電極２３と表示電極
１２、１３のいずれかの間で放電が開始され、一対の表
示電極１２、１３同士でのグロー放電によって短波長の
紫外線（Ｘｅ共鳴線、波長約１４７ｎｍ）が発生し、蛍
光体層２５〜２７が発光して画像表示がなされる。

【００３７】ここにおいて、本ＰＤＰの主な特徴は蛍光
体層２５〜２７にある。すなわち蛍光体層２５〜２７を
構成する蛍光体粒子の粒径のばらつきが従来より揃って
いるため、蛍光体層中における充填率が改善されてい
る。また、蛍光体粒子の粒径が単結晶粒子である一次粒
子の平均粒径を基準として調整されているため、結晶性
が損なわれることなく保たれており、蛍光体層２５〜２
７の発光効率が従来より高く改善されている。

【００３８】以上の構成を有する本ＰＤＰによれば、全
体として平均粒径が約３.６μｍの蛍光体粒子からなる
蛍光体層２５〜２７が、放電空間２８で発生した紫外線
を受けて蛍光発光する。この蛍光発光は、粒子表面の結
晶性が従来より維持された蛍光体粒子によって、効率よ
くフロントパネル１０側から取り出される。したがって
パネル輝度が向上し、良好な表示性能が得られることと
なる。

【００３９】このようなＰＤＰは以下の各製造工程によ
り製造したものである。１.フロントパネル１０の作製フロントパネル１０は、フロントパネルガラス１１上に
表示電極１２、１３を形成し、その上を誘電体層１４で
覆い、更に誘電体層１４の表面に保護層１５を形成する
ことによって作製する。

【００４０】本実施の形態では、表示電極１２、１３は
銀電極であって、銀電極用のペーストをスクリーン印刷
した後に焼成する方法で形成する。また、誘電体層１４
の組成は、酸化鉛（ＰｂＯ）７０ｗｔ％、酸化ホウ素
（Ｂ₂Ｏ₃）１５ｗｔ％、酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）１５ｗ
ｔ％であって、スクリーン印刷法と焼成によって、約２
０μｍの膜厚に形成する。次に上記の誘電体層１４上に
ＣＶＤ法（化学蒸着法）にて１．０μｍの酸化マグネシ
ウム（ＭｇＯ）の保護層１５を形成する。

【００４１】２.バックパネル２０の作製バックパネルガラス２１上に銀電極用のペーストをスク
リーン印刷し、その後焼成する方法によってアドレス電
極２３を形成する。その上にスクリーン印刷法と焼成に
よってＴｉＯ₂粒子と誘電体ガラスからなる誘電体膜２
２と、同じくスクリーン印刷をくり返し行なった後焼成
することにより得られたガラス製の隔壁２４を所定のピ
ッチで作成する。

【００４２】これらの隔壁２４に挟まれた各空間内に、
前述した赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体を含む蛍
光体インクのいずれかを塗布することによって、厚さ約
３０μｍの蛍光体層２５〜２７を形成する。蛍光体イン
クの塗布法には、例えばメニスカス法と称される極細ノ
ズルからメニスカス（表面張力による架橋）を形成しな
がら蛍光体インクを吐出する方法がある。この方法は蛍
光体インクを目的の領域に均一に塗布するのに好都合で
ある。メニスカス法の一例を以下に説明する。

【００４３】蛍光体インクは、蛍光体とバインダー（エ
チルセルロース）および有機溶剤（α-ターピネオー
ル）を４５：２：５３の重量比で混合したものを用い
る。この蛍光体インクをタンク（不図示）に入れ、当該
タンクに連結したノズル（先端径８０μｍ）の先端を隔
壁２４の間隔に合わせる。そしてこのノズルを、誘電体
膜２２から約１００μｍの距離を保ちつつ、隔壁２４の
長手方向に沿って、速度５０ｍｍ/ｓで走査しながら圧
力０.５ｋｇｆ/ｃｍ²で蛍光体インクを吐出することに
より、ノズルと隔壁２４との間、もしくはノズルと誘電
体膜２２の表面との間に蛍光体インクのメニスカスを形
成しながら塗布する。

【００４４】なお蛍光体の塗布方法として、従来の印刷
法や、感光性樹脂を用いたフォトフィルム法やフォトペ
ースト法を行っても同様の効果が得られた。蛍光体イン
クの塗布後、最大温度５２０℃で２時間プロファイルの
焼成を行うことによって蛍光体層２５〜２７が形成され
る。なお、ここでＰＤＰを、従来のＮＴＳＣ仕様として
作製してもよいが、４０インチクラスのハイビジョンテ
レビのサイズに合わせるためには、隔壁の高さを０．１
〜０．１５ｍｍ、隔壁ピッチを０．１５〜０．３ｍｍと
する必要がある。また蛍光体層２５〜２７の厚みを５〜
５０μｍとする必要がある。

【００４５】３.パネルの張り合わせによるＰＤＰの作
製次に、フロントパネル１０の表示電極１２、１３とバッ
クパネル２０のアドレス電極２３が直交するように、フ
ロントパネル１０とバックパネル２０とを封着用ガラス
を用いて張り合せる。そして隔壁２４で仕切られた放電
空間２８内を高真空に排気した後、所定の組成の放電ガ
スを所定の圧力で封入してＰＤＰを完成する。

【００４６】なお本ＰＤＰでは、放電ガスにおけるＮｅ
の含有量を９５体積％、Ｘｅの含有量を５体積％とし、
封入圧力を５００〜８００Ｔｏｒｒの範囲に設定した。（実験）本発明による効果を確認するため、前述の青色
蛍光体（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ）、赤色蛍光体
（（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ）、緑色蛍光体（Ｚｎ₂Ｓｉ
Ｏ₄：Ｍｎ）の各色蛍光体を実施の形態１の製造方法に
より合成した。そして得られた粗粒子状態の各色蛍光体
中の一次粒子の平均粒径と、解砕工程により調整した最
終的な蛍光体の平均粒径がそれぞれ異なるものを用意し
た。これらの蛍光体を蛍光体層に用いたＰＤＰを実施例
１〜７とした。

【００４７】ここで、青色蛍光体（ＢａＭｇＡｌ
₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ）は本来は六角板状の結晶からなる粒子で
あるが、以下の製造方法により球状粒子として作製し、
これを青色蛍光体層に用いたＰＤＰを実施例８とした。
ここでいう「球状粒子」とは、例えば粒子の径比（長軸
径/短軸径）が０.９以上１.０以下として定義されるも
のである。

【００４８】以下に特開昭６２─２０１９８９号公報に
記載されている方法に基づいた、青色蛍光体（ＢａＭｇ
Ａｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ）の球状粒子の製造方法を説明する。＜青色蛍光体（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ）球状粒子の
製造方法＞２─ａ.蛍光体材料混合工程まず炭酸バリウム（ＢａＣＯ₃）、炭酸マグネシウム
（ＭｇＣＯ₃）、酸化アルミニウム（α−Ａｌ₂Ｏ₃）を
Ｂａ、Ｍｇ、Ａｌの原子比が１：１：１０になるように
混合する。次に、この混合物に所定量の酸化ユーロピウ
ム（Ｅｕ₂０₃）を添加し、適量のフラックス（媒溶剤、
ＡｌＦ₂）と共にボールミルで混合する。

【００４９】２─ｂ.プラズマ蒸発乾固工程プラズマ発生装置（タファー社製モデル５６プラズマト
ーチ）を用い、キャリアガス：Ｎ₂（３ｋｇ/ｃｍ²）、
蛍光体吐出量（１００ｇ/ｍｉｎ）、プラズマ発生出力
２００ｋＷの条件に設定しつつ、上記混合物を円筒型の
反応管内で自由落下させながらプラズマ蒸発乾固させ
る。

【００５０】このような製造方法により、球状粒子から
なり、かつ二次粒子を含む粗粒子状態の蛍光体が得られ
る。この蛍光体について実施の形態１の１─ｂ〜１─ｅ
に相当する工程を行い、当該粗粒子状態の蛍光体に含ま
れる一次粒子の平均粒径に対し、同等もしくは一定レベ
ルまで近い平均粒径を有する球状粒子の蛍光体を得る。
ここでは球状粒子の一次粒子の平均粒径を２.５μｍと
し、解砕工程により最終的な蛍光体粒子全体の平均粒径
が２.７μｍとなるように調整した。

【００５１】また、解砕工程前の粗粒子状態の平均粒径
が４μｍ、一次粒子の平均粒径が２.５μｍの蛍光体を
そのまま蛍光体層に用いたＰＤＰを比較例とした。なお
各実施例１〜８および比較例のＰＤＰは、測定にあたっ
て各ＰＤＰを放電維持電圧が１５０Ｖ、周波数が３０ｋ
Ｈｚの放電条件で稼働させて行った。このとき各ＰＤＰ
は白バランスが取れるように設定し、全面白色点灯とし
た。

【００５２】これらの実施例１〜８と比較例について、
蛍光体の平均粒径とパネル輝度などの関係をまとめた。
この結果を以下の表１に記載する。

【００５３】

【表１】

【００５４】当表１より、まず一次粒子の平均粒径が同
一（２.５μｍ）の実施例１〜４と比較例のＰＤＰの輝
度を比較すると、平均粒径比（コールタカウンタ法によ
る平均粒径（最終解砕工程後の蛍光体粒子全体の平均
粒径）/空気透過法による平均粒径（一次粒径））が小
さいほど輝度が向上するのがわかる。これは、二次粒子
の凝集度合いを小さく規定することにより、結晶性が損
なわれることなく充填率を向上できることを示唆してい
る。つまり解砕工程により、蛍光体粒子の粒径が揃って
蛍光体層の充填率が向上し、蛍光体層から発せられる蛍
光発光の反射率が改善されたことを裏付けるものと考え
られる。なお、コールタカウンタ法による平均粒径と
空気透過法による平均粒径からは（例えば実施例１〜
４）、解砕工程前の粒径に関係なく、要は空気透過法に
よる平均粒径に近づけて蛍光体粒子に解砕工程を行え
ば、パネル輝度が良好になることが窺える。

【００５５】また実施例１〜７を全体的に比較すると、
平均粒径比が１に近く、しかも一次粒子の平均粒径が小
さいほどパネル輝度の向上が顕著であることがわかる
（例えば実施例４のＰＤＰ）。これは粒径が小さいほど
蛍光体層中の蛍光体粒子数が増加して充填率が上がり、
蛍光体層内への無駄な蛍光発光の乱反射が抑制され、そ
の分蛍光体層の反射率が改善されるためと考えられる。

【００５６】これらの実施例１〜７から、おおよそ平均
粒径比が１以上１.５倍以下程度の範囲なら本発明の一
定の効果が得られると思われるが、より好ましくは実施
例２〜４のように、平均粒径比が大体１以上で１.２倍
以下程度の範囲がよい。本実験の結果からはさらに実施
例４のように、平均粒径比を１以上１.１程度、もしく
は平均粒径比がほぼ１程度（１以上１.１未満）とする
のが最適であると言える。

【００５７】一方、表１にまとめた実験結果から、本発
明の効果を空気透過法による平均粒径（一次粒子の平均
粒径）に観点を置けば次のようにまとめられる。すなわ
ち実施例５のように、従来より一般的な蛍光体の平均粒
径とされている５μｍ付近に一次粒子の平均粒径があれ
ば、本発明の一応の効果は得られるものと類推できる
が、より好ましい値は３μｍ台（実施例６）であり、さ
らに２μｍ台（実施例１〜４、７、８）になると効果が
顕著である。そして、一次粒子の平均粒径が１.５μｍ
程度に小さくなれば、最も優れたパネル輝度が得られる
ようになる（実施例７）。

【００５８】続いて、平均粒径比が同一（２.５）で青
色蛍光体粒子の形状が六角板状と球状という性質のみが
異なる実施例３と８を比較すると、球状粒子（実施例
８）の方がパネル輝度に優れることがわかる。これによ
り、一次粒子の平均粒径に基づいて蛍光体粒子全体の平
均粒径を調整するといった本発明に、さらに蛍光体を球
状粒子に形成する工夫を加えると、蛍光体層の充填率と
パネル輝度を向上させる効果を高められることが分かっ
た。

【００５９】なお、実施の形態および実施例では交流面
放電型ＰＤＰの例について示したが、本発明はこれに限
定せず、対向放電型など他のＰＤＰにも適用が可能であ
る。また蛍光体もＰＤＰの蛍光体層にのみ限定するもの
ではなく、蛍光灯や、例えば蛍光体を透明の板体全面に
塗布して紫外線発光させるライトテーブルなどに適用し
てもよい。

【００６０】さらに実施の形態１では、図１のフロー図
に基づき１─ｃ→１─ｄ……のサイクルを行う例を示し
たが、このうち１─ｅの解砕工程の強度設定を工夫し
て、これを一度で行ってもよい。ただし、この場合も解
砕工程が設定通りに行われたかを後に検査するのが望ま
しい。

【００６１】

【発明の効果】以上のように本発明の蛍光体の製造方法
は、粗粒子状態の蛍光体を合成する合成ステップと、合
成した粗粒子状態の蛍光体の平均粒径を空気透過法にて
測定する第一の測定ステップと、合成した粗粒子状態の
蛍光体の平均粒径をコールタカウンタ法にて測定する第
二の測定ステップと、前記第二の測定ステップにおける
測定値が、前記第一の測定ステップにおける測定値に対
して同値以上１.５倍以内の範囲に収まらない場合に、
第二の測定ステップ後に前記範囲に収まるように粗粒子
状態の蛍光体を解砕する解砕ステップとを経ることを特
徴とする。これにより本発明は従来の蛍光体よりも粒径
が均一で、かつ結晶性が良好に保持され、優れた発光効
率を有する蛍光体を製造することが可能である。

【００６２】また、本発明の蛍光体は一次粒子（単結晶
粒子）を基準に平均粒径を調整するので、小粒子化して
も結晶性が維持され、良好な発光強度を有している。し
たがって、この蛍光体を蛍光体膜として、ＰＤＰなどの
蛍光体層に用いれば、その充填率を向上させるとともに
反射効率を改善することが可能となり、ハイビジョン並
の微細セル構成を有するＰＤＰであっても、優れた輝度
および発光効率のＰＤＰが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の蛍光体の製造工程のフロー図で
ある。

【図２】本発明の一適用例である交流面放電型ＰＤＰの
構成を示す部分断面斜視図である。

【図３】凝集粒子（二次粒子）を含む粗粒子状態の蛍光
体の様子を示す図である。

【図４】凝集粒子（二次粒子）を解砕処理した後の蛍光
体の様子を示す図である。

【符号の説明】

１０フロントパネル１１フロントパネルガラス１２、１３表示電極１４誘電体保護層（ＭｇＯ）１５保護層２０バックパネル２１バックパネルガラス２２誘電体膜２３アドレス電極２４隔壁２５〜２７蛍光体層２８放電空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｊ 11/02 Ｈ０１Ｊ 11/02 ＢＦターム(参考） 4H001 XA05 XA08 XA12 XA13 XA14 XA30 XA39 XA56 XA64 YA25 YA63 5C028 FF16 HH14 5C040 FA01 GA03 GB02 GG07 GG09 JA40 MA03 MA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粗粒子状態の蛍光体を合成する合成ステ
ップと、合成した粗粒子状態の蛍光体の平均粒径を空気透過法に
て測定する第一の測定ステップと、合成した粗粒子状態の蛍光体の平均粒径をコールタカウ
ンタ法にて測定する第二の測定ステップと、前記第二の測定ステップにおける測定値が、前記第一の
測定ステップにおける測定値に対して同値以上１.５倍
以内の範囲に収まらない場合に、第二の測定ステップ後
に前記範囲に収まるように粗粒子状態の蛍光体を解砕す
る解砕ステップとを経ることを特徴とする蛍光体の製造
方法。
【請求項２】前記解砕ステップ後にアニール処理ステ
ップを経ることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体の
製造方法。
【請求項３】蛍光体粒子からなり、コールタカウンタ
法によって測定した平均粒径が空気透過法によって測定
した平均粒径に対して同値以上１.５倍以下であること
を特徴とする蛍光体。
【請求項４】蛍光体粒子からなり、コールタカウンタ
法によって測定した平均粒径が空気透過法によって測定
した平均粒径に対して同値以上１.２倍以下であること
を特徴とする蛍光体。
【請求項５】蛍光体粒子からなり、コールタカウンタ
法によって測定した平均粒径が空気透過法によって測定
した平均粒径に対して同値以上１.１倍以下であること
を特徴とする蛍光体。
【請求項６】蛍光体粒子からなり、コールタカウンタ
法によって測定した平均粒径が空気透過法によって測定
した平均粒径に対して同値以上１.１倍未満であること
を特徴とする蛍光体。
【請求項７】前記空気透過法による平均粒径の測定値
が５μｍ以下であることを特徴とする請求項３〜６のい
ずれかに記載の蛍光体。
【請求項８】前記空気透過法による平均粒径の測定値
が３μｍ以下であることを特徴とする請求項３〜６のい
ずれかに記載の蛍光体。
【請求項９】前記空気透過法による平均粒径の測定値
が２μｍ以下であることを特徴とする請求項３〜６のい
ずれかに記載の蛍光体。
【請求項１０】真空紫外線で励起され、可視光波長で
蛍光発光することを特徴とする請求項３〜９のいずれか
に記載の蛍光体。
【請求項１１】前記蛍光体はＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅ
ｕ、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ ₃：Ｅｕ、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎの
いずれかであることを特徴とする請求項１０に記載の蛍
光体。
【請求項１２】球状粒子の形状を有することを特徴と
する請求項１０または１１に記載の蛍光体。
【請求項１３】請求項１０〜１２のいずれかに記載の
蛍光体を膜状に成形し、焼成して得たことを特徴とする
蛍光体膜。
【請求項１４】一対の平行に配されたプレートの間
に、電極および複数色の蛍光体層が配設され、放電ガス
が封入された放電空間が形成されたプラズマディスプレ
イパネルであって、前記蛍光体層が請求項１３に記載の
蛍光体膜で構成されていることを特徴とするプラズマデ
ィスプレイパネル。