JP5602811B2

JP5602811B2 - 塩素含有酸化マグネシウム粉末

Info

Publication number: JP5602811B2
Application number: JP2012209850A
Authority: JP
Inventors: 裕三加藤; 明植木
Original assignee: Ube Material Industries Ltd
Current assignee: Ube Material Industries Ltd
Priority date: 2007-03-01
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2028-02-29
Also published as: KR101492628B1; JP2008239475A; CN101269826A; JP2013047176A; KR20080080445A; CN101269826B

Description

本発明は、塩素を含有する酸化マグネシウム粉末に関する。

交流型プラズマディスプレイパネル（以下、ＡＣ型ＰＤＰともいう）は、一般に、画像表示面となる前面板と、放電ガスが充填された放電空間を挟んで対向配置された背面板とからなる。前面板は、前面ガラス基板、前面ガラス基板の上に形成された一対の放電電極、放電電極を被覆するように形成された誘電体層、そして誘電体層の表面に形成された誘電体保護層からなる。背面板は、背面ガラス基板、背面ガラス基板の上に形成されたアドレス電極、背面ガラス基板とアドレス電極とを被覆するように形成された、放電空間を区画するための隔壁、そして隔壁の表面に形成された赤、緑、青の蛍光体層からなる。

放電ガスとしては、一般にＸｅ（キセノン）とＮｅ（ネオン）との混合ガスが利用されている。この混合ガスでは、Ｘｅが放電ガスであり、Ｎｅはバッファガスである。
誘電体保護層の形成材料には、ＡＣ型ＰＤＰの作動電圧を低減し、かつ放電空間に生成したプラズマから誘電体層を保護するために、二次電子放出係数が高く、耐スパッタ性に優れる酸化マグネシウムが広く利用されている。

従来より、ＡＣ型ＰＤＰにおいては、発光特性の向上を目的として、誘電体保護層の放電空間側の表面に、放電ガスにより生成する紫外光によって励起されて、波長２３０〜２５０ｎｍの間にピーク波長を有する紫外光を放出する紫外光放出層を設けて、放電ガスから放出される紫外光と、紫外光放出層から放出される紫外光とにより蛍光体層の蛍光体を励起されることにより、蛍光体層の発光効率を向上させることが検討されている。

例えば、特許文献１には、マグネシウムが加熱されて発生される蒸気が気相酸化されることによって生成された、ＢＥＴ法によって測定した平均粒子径が５００オングストローム以上、好ましくは２０００オングストローム以上の気相法酸化マグネシウム単結晶体により形成された紫外光放出層を、誘電体保護層の放電空間側の表面に形成したＡＣ型ＰＤＰが開示されている。

特開２００６−５９７８６号公報

本発明の目的は、ＡＣ型ＰＤＰなどのガス放電発光装置の誘電体保護層の上に形成する、Ｘｅガスのガス放電により生成した紫外光により励起されると、高い効率で波長２５０ｎｍ付近の紫外光を放出する酸化マグネシウム粉末を提供することにある。

本発明者は、純度が９９．９５質量％以上で、ＢＥＴ比表面積が５〜１５０ｍ²／ｇの
範囲にある高純度の酸化マグネシウム粉末又は焼成によって該酸化マグネシウム粉末を生成するマグネシウム化合物粉末（但し、塩化マグネシウム粉末を除く）を塩素源の存在下、もしくは塩素含有気体の雰囲気下に、８５０℃以上の温度で焼成することによって、塩素を０．００５〜１０質量％の範囲にて含有する、塩素を除いた総量中の酸化マグネシウム純度が９９．８質量％以上で、かつＢＥＴ比表面積が０．１〜３０ｍ²／ｇの範囲にあ
る塩素含有酸化マグネシウム粉末を製造することができ、かつ該塩素含有酸化マグネシウム粉末がＸｅガスの放電ガスにより生成した紫外光に励起されると、高い効率で波長２５０ｎｍ付近の紫外光を放出することを見出して、本発明を完成した。

従って、本発明は、塩素を０．００５〜１０質量％の範囲にて含有する、塩素を除いた総量中の酸化マグネシウム純度が９９．８質量％以上で、かつＢＥＴ比表面積が０．１〜３０ｍ²／ｇの範囲にある塩素含有酸化マグネシウム粉末にある。

本発明の塩素含有酸化マグネシウム粉末の好ましい態様は次の通りである。
（１）塩素含有量が０．０１〜１０質量％の範囲にある。
（２）酸化マグネシウム純度が９９．９質量％以上である。
（３）ＢＥＴ比表面積が０．２〜１２ｍ²／ｇの範囲にある。
（４）交流型プラズマディスプレイパネルの誘電体保護層の放電空間側の表面に形成される紫外光放出層の製造用である。

本発明はまた、酸化マグネシウム純度が９９．９５質量％以上で、ＢＥＴ比表面積が５〜１５０ｍ²／ｇの範囲にある酸化マグネシウム原料粉末、又は焼成によって該酸化マグ
ネシウム原料粉末を生成する、塩化マグネシウム粉末以外のマグネシウム化合物粉末を、塩素源の存在下、もしくは塩素含有気体の雰囲気下に、８５０℃以上の温度で焼成することを特徴とする上記本発明の塩素含有酸化マグネシウム粉末の製造方法にもある。

本発明の塩素含有酸化マグネシウム粉末の製造方法の好ましい態様は次の通りである。（１）酸化マグネシウム原料粉末又はマグネシウム化合物粉末を、純度が９９．０質量％以上である塩化マグネシウム粉末の存在下にて焼成する。
（２）酸化マグネシウム原料粉末又はマグネシウム化合物粉末の焼成温度が１０００〜１５００℃の範囲にある。
（３）酸化マグネシウム原料粉末又はマグネシウム化合物粉末の焼成時間が１０分以上である。

本発明の塩素含有酸化マグネシウム粉末は、Ｘｅガスのガス放電により生成した紫外光により励起されると波長２５０ｎｍ付近の紫外光を高い効率で放出する。従って、本発明の塩素含有酸化マグネシウム粉末から製造された酸化マグネシウム膜を、ＡＣ型ＰＤＰや蛍光体ランプなどのガス放電発光装置の放電空間内に配置することによって、放電空間内に放出される紫外光の光量が増加し、これによりガス放電発光装置から放出される可視光の光量が増加する。本発明の塩素含有酸化マグネシウム粉末から製造された酸化マグネシウム膜は、ＡＣ型ＰＤＰの誘電体保護層の放電空間側の表面に形成される紫外光放出層として、特に有用である。また、本発明の製造方法を用いることによって、紫外光の放出効率の高い酸化マグネシウム粉末を工業的に有利に製造することができる。

本発明の塩素含有酸化マグネシウム粉末は、塩素を０．００５〜１０質量％の範囲にて含む。塩素量は、０．０１質量％以上であることが好ましく、０．１質量％以上であることが特に好ましい。塩素含有酸化マグネシウム粉末に含まれる塩素を除いた酸化マグネシウム純度は、９９．８質量％以上、好ましくは９９．９質量％以上である。なお、酸化マグネシウム純度は、塩素含有酸化マグネシウム粉末の全体量を１００としたときの塩素とマグネシウムと酸素とを除いた不純物元素（塩素含有酸化マグネシウム粉末の全体量に対して０．００１質量％以上含まれる）の総含有量及び塩素の含有量から、下記の式より求めることができる。
酸化マグネシウム純度（質量％）＝［１−不純物元素の総含有量（質量％）／｛１００−塩素の含有量（質量％）｝］×１００

本発明の塩素含有酸化マグネシウム粉末は、ＢＥＴ比表面積が０．１〜３０ｍ²／ｇの
範囲、好ましくは０．２〜１２ｍ²／ｇの範囲にある。

本発明の塩素含有酸化マグネシウム粉末は、酸化マグネシウム純度が９９．９５質量％以上で、ＢＥＴ比表面積が５〜１５０ｍ²／ｇの範囲、好ましくは７〜５０ｍ²／ｇの範囲にある酸化マグネシウム原料粉末、又は焼成によって該酸化マグネシウム原料粉末を生成するマグネシウム化合物粉末（但し、塩化マグネシウム粉末を除く）を、塩素源の存在下、もしくは塩素含有気体の雰囲気下に、８５０℃以上の温度で焼成することにより製造することができる。本発明の塩素含有酸化マグネシウム粉末は、酸化マグネシウム原料粉末又はマグネシウム化合物粉末を塩素源の存在下で焼成する方法により製造することが好ましい。

酸化マグネシウム原料粉末を、塩素源の存在下、もしくは塩素含有気体の雰囲気下に、８５０℃以上の温度で焼成すると、得られる塩素含有酸化マグネシウム粉末は、酸化マグネシウム原料粉末と比べてＢＥＴ比表面積が低くなる。このため、塩素含有酸化マグネシウム粉末のＢＥＴ比表面積は、酸化マグネシウム原料粉末のＢＥＴ比表面積に対して、通常は１〜５０％の範囲、好ましくは２〜３０％の範囲になるが、本発明では前述のようにＢＥＴ比表面積が０．１〜３０ｍ²／ｇの範囲、特に０．２〜１２ｍ²／ｇの範囲にあることが好ましい。

塩素含有酸化マグネシウム粉末の製造に用いる酸化マグネシウム原料粉末としては、気相合成酸化法により製造された酸化マグネシウム粉末であることが好ましい。気相合成酸化法とは、金属マグネシウム蒸気と酸素含有気体とを気相中にて接触させ、金属マグネシウム蒸気を酸化させて酸化マグネシウム粉末を製造する方法である。

本発明で用いるマグネシウム化合物粉末は、８５０℃より低い温度での焼成によって前述のような酸化マグネシウム純度とＢＥＴ比表面積とを有する酸化マグネシウム原料粉末を生成するものであることが好ましい。マグネシウム化合物粉末の例としては、水酸化マグネシウム粉末、塩基性炭酸マグネシウム粉末、硝酸マグネシウム粉末及び酢酸マグネシウム粉末を挙げることができる。マグネシウム化合物粉末の製法については特に制限はない。

塩素源としては、塩化マグネシウム粉末及び塩化アンモニウム粉末を挙げることができる。塩素源は、純度が９９．０質量％以上であることが好ましい。塩素源は、焼成を行なう前に酸化マグネシウム原料粉末又はマグネシウム化合物粉末と均一に混合しておくことが好ましい。

塩素含有気体としては、塩化水素ガス、あるいは塩化アンモニウム粉末、塩化マグネシウム粉末、もしくは塩素含有有機化合物（ＣＨＣｌ₃、ＣＣｌ₄等）を加熱して気化させたガスを挙げることができる。

本発明において、酸化マグネシウム原料粉末又はマグネシウム化合物粉末を塩素源の存在下、もしくは塩素含有気体の雰囲気下にて焼成する際の焼成温度は８５０℃以上である。通常は、昇温速度１００〜５００℃／時間の条件で、室温から８５０℃以上、好ましくは９００〜１５００℃、特に好ましくは１０００〜１５００℃の温度にまで加熱し、次いで該温度で好ましくは１０分以上、特に好ましくは２０分〜１時間加熱焼成する。焼成後は、通常は降温速度１００〜５００℃／時間の条件で室温まで冷却する。

本発明の塩素含有酸化マグネシウム粉末には、放電特性向上のため、マグネシウム以外の金属を添加することができる。本発明の塩素含有酸化マグネシウム粉末に添加する金属としては、亜鉛、アルミニウム、ケイ素、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタ
ン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブテン、タングステン、マンガン、鉄、コバルト、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、ネオジウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム及びジスプロシウムを挙げることができる。マグネシウム以外の金属は、例えば、酸化物、炭酸塩、硝酸塩として、本発明の塩素含有酸化マグネシウム粉末の製造の際に添加することができ、金属の添加量は、塩素含有酸化マグネシウム粉末全体に対して、０．００１〜１０質量％の範囲にあることが好ましく、０．０１〜１質量％の範囲にあることが特に好ましい。

本発明の塩素含有酸化マグネシウム粉末は、スプレ法や静電塗布法などの公知の方法を用いて酸化マグネシウム膜とすることができる。

[実施例１]
（焼成物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７の製造）
気相合成酸化法により製造された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末（２０００Ａ、宇部マテリアルズ（株）製、純度：９９．９８質量％、ＢＥＴ比表面積：８．７ｍ²／ｇ）と
塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏ）粉末（純度：９９．０質量％）とを下記表１に示す量にて混合して、粉末混合物を得た。得られた粉末混合物を容量２５ｍＬのアルミナ坩堝に投入し、アルミナ坩堝に蓋をして電気炉に入れ、２４０℃／時間の昇温速度で炉内温度を１２００℃まで上昇させ、次いで該温度で３０分間加熱焼成した。その後、炉内温度を２４０℃／時間の降温速度で室温まで冷却した。そして、電気炉からアルミナ坩堝を取り出して、粉末混合物の焼成物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７を得た。

表１
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酸化マグネシウム粉末量（ｇ）塩化マグネシウム粉末量（ｇ）
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焼成物Ｎｏ．１５．００
焼成物Ｎｏ．２５．００．５０
焼成物Ｎｏ．３５．１２．５３
焼成物Ｎｏ．４５．０５．００
焼成物Ｎｏ．５５．０７．５０
焼成物Ｎｏ．６５．０９．０
焼成物Ｎｏ．７５．０１０．０
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得られた焼成物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７について、ＢＥＴ比表面積、塩素含有量、純度及び紫外光発光強度を測定した。その結果を表２に示す。なお、塩素含有量及び紫外光発光強度は以下の方法により測定した。

［塩素含有量］
焼成物を水に溶解させて調製した溶液を中和し、その溶液中の塩素量をイオンクロマトグラフィーにより測定する。

［紫外光発光強度］
焼成物にＸｅガスのガス放電により生成した紫外光を照射して、焼成物から放出された紫外光スペクトルを測定し、波長２５０ｎｍ付近（波長２３０〜２６０ｎｍの範囲）の最大ピーク値を紫外光発光強度として求める。なお、表２の値は、焼成物Ｎｏ．２の紫外光発光強度を１００とした相対値である。

表２
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ＢＥＴ比表面積塩素含有量純度紫外光発光強度
（ｍ²／ｇ）（質量％）（質量％）（−）
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焼成物Ｎｏ．１２．１１検出されず９９．９以上発光せず
焼成物Ｎｏ．２１．３７０．００２５９９．９以上１００
焼成物Ｎｏ．３１．４２０．００５６９９．９以上５２７
焼成物Ｎｏ．４１．５２０．０１００９９．９以上１７２２
焼成物Ｎｏ．５０．８７０．４９９９．９以上４８６７
焼成物Ｎｏ．６０．５２７．１０９９．９以上５１００
焼成物Ｎｏ．７０．４８８．９５９９．９以上６０９２
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表２に示した結果から明らかなように、塩素含有量が０．００５質量％を超える塩素含有酸化マグネシウム粉末は、Ｘｅガスの放電ガスにより生成した紫外光に励起されると、高い効率で波長２５０ｎｍ付近の紫外光を放出することが分かる。

Claims

塩素を０．００５〜１０質量％の範囲にて含有する、塩素を除いた総量中の酸化マグネシウム純度が９９．８質量％以上で、かつＢＥＴ比表面積が０．１〜３０ｍ²／ｇの範囲にある塩素含有酸化マグネシウム粉末である、波長２３０〜２６０ｎｍの範囲にピークを有する紫外光を放出する蛍光体。
Ｘｅガスのガス放電により生成する紫外光により励起されると波長２３０〜２６０ｎｍの範囲にピークを有する紫外光を放出する請求項１に記載の蛍光体。
塩素含有酸化マグネシウム粉末の塩素含有量が０．０１〜１０質量％の範囲にある請求項１に記載の蛍光体。
塩素含有酸化マグネシウム粉末の酸化マグネシウム純度が９９．９質量％以上である請求項１に記載の蛍光体。
塩素含有酸化マグネシウム粉末のＢＥＴ比表面積が０．２〜１２ｍ²／ｇの範囲にある請求項１に記載の蛍光体。
塩素を０．４９〜１０質量％の範囲にて含有する、塩素を除いた総量中の酸化マグネシウム純度が９９．８質量％以上で、かつＢＥＴ比表面積が０．１〜３０ｍ²／ｇの範囲にある塩素含有酸化マグネシウム粉末。
酸化マグネシウム純度が９９．９質量％以上である請求項６に記載の塩素含有酸化マグネシウム粉末。
ＢＥＴ比表面積が０．２〜１２ｍ²／ｇの範囲にある請求項６に記載の塩素含有酸化マグネシウム粉末。
酸化マグネシウム純度が９９．９５質量％以上で、ＢＥＴ比表面積が５〜１５０ｍ²／ｇの範囲にある酸化マグネシウム原料粉末、又は焼成によって該酸化マグネシウム原料粉末を生成する、塩化マグネシウム粉末以外のマグネシウム化合物粉末を、塩素源の存在下、もしくは塩素含有気体の雰囲気下に、蓋をした坩堝内にて８５０℃以上の温度で焼成することを特徴とする塩素を０．００５〜１０質量％の範囲にて含有する、塩素を除いた総量中の酸化マグネシウム純度が９９．８質量％以上で、かつＢＥＴ比表面積が０．１〜３０ｍ²／ｇの範囲にある塩素含有酸化マグネシウム粉末の製造方法。
酸化マグネシウム原料粉末が、気相合成酸化法により製造された酸化マグネシウム粉末である請求項９に記載の製造方法。