JP3988615B2 - Plasma display device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばテレビなどの画像表示に用いられるプラズマディスプレイ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、コンピュータやテレビなどの画像表示に用いられているカラー表示デバイスにおいて、プラズマディスプレイパネル(以下、「PDP」という)を用いたプラズマディスプレイ装置は、大型で薄型軽量を実現することのできるカラー表示デバイスとして注目されている。
【0003】
PDPは、いわゆる3原色(赤、緑、青)を加法混色することにより、フルカラー表示を行っている。このフルカラー表示を行うために、PDPには3原色である赤(R)、緑(G)、青(B)の各色を発光する蛍光体層が備えられ、この蛍光体層を構成する蛍光体粒子はPDPの放電セル内で発生する紫外線により励起され、各色の可視光を生成している。
【0004】
上記各色の蛍光体に用いられる化合物としては、例えば赤色を発光する(Y、Gd)BO3:Eu3+,Y23:Eu3+、緑色を発光するZn2SiO4:Mn2+、青色を発光するBaMgAl1017:Eu2+あるいはCaMgSi26:Eu等が知られている。これらの各蛍光体は、所定の原材料を混ぜ合わせた後、1000℃以上の高温で焼成することにより固相反応させて作製されている(例えば、非特許文献1参照)。この焼成により得られた蛍光体粒子は、焼成によって焼結してしまうため、粉砕してふるいわけ(赤、緑の平均粒径:2μm〜5μm、青の平均粒径:3μm〜10μm)を行ってから使用している。
【0005】
【非特許文献1】
蛍光体ハンドブック P219,225 オーム社
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の蛍光体、特に青色の蛍光体であるBaMgAl1017:Euは、蛍光体層形成工程の加熱時や、パネル駆動時に蛍光体輝度の低下が起こるという課題がある。また、CaMgSi26:Eu系の結晶構造を有する青色蛍光体は、蛍光体形成工程の加熱時や、パネル駆動時の輝度低下は若干少ないが、従来の固相反応法による合成方法や結晶組成では、輝度が低く、しかもパネル駆動時の輝度劣化も大きいという課題があった。これは、CaMgSi26:Eu結晶構造を有する青色蛍光体の融点が低く焼結がより進みやすく固相反応法で8μm以下の粒子を作製しようと思えば、必ず粉砕する必要が生じる。CaMgSi26:Eu結晶の固相反応での最適焼成温度は蛍光体としては、1400℃付近であるが、この温度では、粒成長が激しく数10μmの粒径になる。焼結が進んだCaMgSi26:Euを粉砕して、粒径を3μm以下にすると、結晶中の欠陥が増大し、輝度が大幅に低下するので、実際のパネルでは高輝度で、しかも動作時の輝度劣化の少ないパネルが得られていない。また、パネルの寿命特性の劣化も激しい。
【0007】
本発明は上記課題に鑑み、青色蛍光体の輝度向上を図るとともに、輝度劣化を少なくすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明は、プラズマディスプレイ装置において、蛍光体層の中の青色蛍光体を、水溶液中合成法や噴霧合成法や水熱合成法や加水分解法のいずれかで合成された前駆体を用いて作製したMeMgSi26:EuまたはMe3MgSi28:Eu(ただし、MeはCa,Sr,Baの内のいずれか一種以上)の結晶構造を有する蛍光体で構成し、その平均粒径を0.1μm〜3.0μmとしたものである。また、水熱合成法では温度が100℃〜300℃で圧力が0.2MPa〜10MPaの状態で行われることを特徴とする。そして水溶液中合成法では、原料と水性媒体とを混合することにより混合液を作製する混合液作製工程と、当該混合液と塩基性水溶液とを超音波で振動容器に印加し、酸素あるいはオゾンをバブリングしながら混合することにより水和物を形成する前駆体形成工程と、当該水和物を乾燥後空気中で800℃〜1450℃で焼成する工程と、還元雰囲気中で1000℃〜1400℃で焼成する工程とを有することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
すなわち、紫外線により励起されて可視光を発光するMeMgSi26:EuまたはMe3MgSi28:Eu系青色蛍光体(MeはCa,Sr,Baの内のいずれか一種以上)の製造方法であって、従来の固相反応法ではなく、水溶液中あるいは気相中でCaを一部あるいは全部をSr,Baで置換したMeMgSi26:Eu、または水溶液中あるいは気相中でBaを一部あるいは全部をSr,Caで置換したMe3MgSi28:Eu(ただしMeはCa,Sr,Baの内のいずれか一種以上)の前駆体(特に球状前駆体)を作製し、これを熱処理して蛍光体を作製することを特徴とする。
【0010】
すなわち、原料と水性媒体と混合することにより混合液を作製する混合液作製工程と、当該混合液を作製する工程において超音波を印加しながら酸素(O2)あるいはオゾン(O3)をバブリングしながら塩基性水溶液とを混合することにより球状水和物(水和物の前駆体)を形成する水和工程(前駆体)と、当該水和物(蛍光体前駆体)と水とが混在された溶液を熱処理(水熱合成や、還元雰囲気焼成)して蛍光体を得る工程、あるいは当該水和物と水とが混合された溶液を、加熱された炉に噴霧して球状蛍光体の前駆体を得る工程と、これらの得られた蛍光体の前駆体をアニールする工程と、その蛍光体を分級する工程とを有することを特徴とする。
【0011】
PDPなどに用いられている従来のCaMgSi26:EuあるいはBa3MgSi28:Eu系の青色蛍光体粒子は、固相反応の後粉砕することにより製造されるため、その蛍光体粒子表面には応力が加えられることによる歪が発生し、いわゆる酸素欠陥等の欠陥が多く発生する。この酸素等の欠陥は、パネル作製工程で雰囲気中の水を吸着し、パネルを封着する時の昇温時に、この水と蛍光体がパネル内で反応し蛍光体の輝度を低下させる。しかもこの水はパネル内のMgOと反応しアドレス放電のミスを起こしたりする。また、この欠陥は、PDPのセル内における放電で生じる波長147nmの紫外線を吸収し、発光中心の励起を阻害してしまうので輝度低下をもたらす。
【0012】
したがって、蛍光体粒子を粉砕すればするほど、蛍光体層全体の酸素欠陥の絶対数が増加するので輝度劣化やアドレス放電ミスを起こし易く、十分に高い輝度が得られない。
【0013】
本発明はMeMgSi26:EuまたはMe3MgSi28:Eu構造の蛍光体(ただしMeはCa,Sr,Baの内のいずれか一種以上)を球状粒子が得られやすい水溶液合成方法、水熱合成法、噴霧法あるいは加水分解法で蛍光体の前駆体を作製するもので、この蛍光体の球状前駆体を1000℃〜1400℃の高温で蛍光体にするための熱処理を施しても、前駆体が球状なので、焼結時に粒子同士がくっつきにくく、球状を保ったままで蛍光体が得られる。したがって、蛍光体を粉砕することが少なくてすむため、欠陥が少なく輝度と寿命特性の良好な青色蛍光体を得ることができる。しかも、Caの一部をSr,Baに置換、またはBaの一部をSr,Caに置換することで、さらに輝度と寿命特性の向上が図れる。
【0014】
一方、本発明に係る製造方法により形成される蛍光体は、粒径が十分小さく、粒度分布が均一で狭く、結晶性が良好に形成されるので、蛍光体層を形成する蛍光体粒子の充填密度が従来の工法より向上し、実質的に発光に寄与する蛍光体粒子の発光面積が増加する。また、放電による劣化も少ない。したがって、放電空間が、従来に比べて狭くなっても、従来のPDPと同等以上の輝度が得られ、この青色蛍光体をPDPの蛍光体層に用いると、酸素欠陥において紫外線が吸収されることもなく、発光中心の励起が起こり易くなり輝度が向上し、しかも結晶性が良好なため蛍光体には酸素欠陥が発生しにくいため、酸素欠陥を起点とした結晶性の低下に伴う輝度や色温度の劣化もしにくくなる。
【0015】
ここで、青色蛍光体の具体的製造方法としては、原料に、Ba(NO32,Ca(NO32,Sr(NO32,SiO2(コロイダルシリカ)やエチルシリケート〔Si(O・C254〕およびEu(NO32を用いて、アルカリ性水溶液中の前駆体合成工程において、超音波を印加しながらO2あるいはO3をバブリングして混合を行い、球状の蛍光体前駆体を作製し、次にこの前駆体を1000℃〜1400℃空気中で焼成した後、還元雰囲気中1000℃〜1400℃で焼成して球状蛍光体を作製する水溶液中合成法がある。
【0016】
また前記蛍光体原料を含む、アルカリ性水溶液を1000℃〜1500℃に加熱された炉にこの溶液の液滴を噴霧させて球状の蛍光体前駆体を作製し、次にこれを還元雰囲気中1000℃〜1400℃で焼成して球状蛍光体を作製する噴霧合成法がある。
【0017】
また、前記蛍光体原料を含むアルカリ性溶液を、高圧容器に入れて100℃〜300℃の温度で0.2MPa〜10MPaの圧力を加えて合成し、これをその後還元雰囲気中1000℃〜1400℃で熱処理して蛍光体を作製する加水分解合成法がある。
【0018】
さらには、蛍光体原料にCa,Sr,Ba,Si,Euの元素を含有する有機化合物(金属アセチルアセトン、金属アルコキシド)とアルコールおよび水との混合物から加水分解反応を用いて蛍光体の球状前駆体を作製し、次にこの前駆体を1000℃〜1400℃で加熱した後、これを還元雰囲気中1000℃〜1400℃で焼成して球状蛍光体を作製する加水分解法等がある。
【0019】
また、緑色蛍光体の具体的な製造方法としては、例えば、原料に、Zn(NO3),Mn(NO32、およびコロイダルシリカ(SiO2)を用い、青色蛍光体の合成と同様にしてこれら原料の水溶液から球状前駆体を作製し、これを用いた水熱合成工程においては、100℃〜300℃の温度、0.2MPa〜10MPaの圧力が加えられた状態で水熱合成反応を行い、その後得られた粉体を空気中で熱処理し、その後分級すれば良い。その他の方法としては、原料にBa(NO32,Mn(NO32、およびAl(NO32を用いて、前記水熱合成工程において、100℃〜300℃の温度、0.2MPa〜10MPaの圧力が加えられた状態で水熱合成反応を行うようにすればよい。
【0020】
また、赤色蛍光体の具体的製法としては、原料に、Y2(NO33とEu(NO33、もしくはY2(OH)3と、H3BO3,Gd2(OH)3およびEu2(OH)3を用い、水熱合成工程において、100℃〜300℃の温度、0.2MPa〜10MPaの圧力が加えられた状態で水熱合成反応を行い、その後得られた粉体を空気中で熱処理し、その後分級すれば良い。
【0021】
このように、従来の固相反応合成よりも球状前駆体を用いて作製した蛍光体粒子は、焼成工程で蛍光体粒子の融着を抑えるため、粒度の分布が均一になる。
【0022】
また、本発明には、出発原料として硝酸化合物、水酸化化合物を用いたが、それ以外の化合物、例えば金属のアルコキシドM(O・R)2やアセチルアセトンM(C57O)2(ただしMは金属)を用いても作製は可能である。
【0023】
このように本発明に係るプラズマディスプレイ装置は、1色または複数色の放電セルが複数配列されるとともに、各放電セルに対応する色の蛍光体層が配設され、当該蛍光体層が紫外線により励起されて発光するPDPと、このPDPを駆動する駆動回路とを備えたものであって、前記蛍光体層の中には、粒度分布のそろった水溶液中合成法、水熱合成法、噴霧合成法、加水分解法等で合成された前駆体を用いて作製された蛍光体粒子から構成されていることを特徴とし、球状前駆体を用いた水熱合成法、噴霧合成法、あるいは加水分解法で合成される蛍光体粒子、特に青色蛍光体は、合成直後においてもその形状が球状に近く形成されるとともに、粒径が0.05μm〜3μmと小さく、粒度分布も良好であり、そのため蛍光体層を形成する蛍光体粒子の充填密度が向上し、実質的に発光に寄与する蛍光体粒子の発光面積が増加する。したがって、PDPの放電空間が従来の1/3で、しかも蛍光体の膜厚が従来の1/3でも、PDPの輝度が向上するとともに、輝度劣化が抑制されて輝度特性に優れたPDPを得ることができる。特に、従来輝度劣化が大きかったBaMgAl1017:Eu構造の青色蛍光体に代えて、MeMgSi26:Eu構造またはMe3MgSi28:Eu構造(MeはCa,Ba,Srの内のいずれか一種以上)を有する青色蛍光体を用いたことで各種の劣化が大きく改善できる。
【0024】
ここで、蛍光体粒子の平均粒径は、0.1μm〜3.0μmの範囲が好ましく、また粒度分布は最大粒径が8μm以下で最小値が平均値の1/4以上が好ましい。蛍光体粒子において紫外線が到達する領域は、粒子表面から数百nm程度と浅く、ほとんど表面しか発光しない状態であり、こうした蛍光体粒子の粒径が3.0μm以下になれば、発光に寄与する粒子の表面積が増加して蛍光体層の発光効率は高い状態に保たれる。一方、3.0μm以上であると、蛍光体の厚みが20μm以上必要となり、放電空間が十分確保できなく、0.1μm以下であると、欠陥が生じやすく輝度が向上しない。
【0025】
また、蛍光体層の厚みを蛍光体粒子の平均粒径の8〜25倍の範囲内にすれば、蛍光体層の発光効率が高い状態を保ちつつ放電空間を十分に確保することができるので、PDPにおける輝度を高くすることができる。特に、蛍光体の平均粒径が3μm以下であるとその効果は大きい(映像情報メディア学会 IDY2000−317.PP32)。
【0026】
ここで、PDPにおける青色蛍光体層に使用する具体的な蛍光体粒子としては、Ca1-xMgSi26:Eux,Sr1-xMgSi26:Eux,Ba1-xMgSi26:Eux,(Ca,Sr)1-xMgSi26:Eux、あるいは(Ca,Ba)1-xMgSi26:Eux,(Ca,Sr,Ba)1-xMgSi26:Euxで表される化合物を用いることができる。ここで、前記化合物におけるXの値は、0.03≦X≦0.20であれば好ましい。
【0027】
PDPにおける赤色蛍光体層に使用する具体的な蛍光体粒子としては、Y2x3:Eux、もしくは(Y,Gd)1-xBO3:Euxで表される化合物を用いることができる。この赤色蛍光体の化合物におけるXの値は、0.05≦X≦0.20であれば、輝度及び輝度劣化に優れ好ましい。
【0028】
またPDPにおける緑色蛍光体層に使用する具体的な蛍光体粒子としては、Ba1-xAl1219:Mnx、もしくはZn2-xSiO4:Mnxで表される化合物を用いることができる。この緑色蛍光体の化合物におけるXの値は、0.01≦X≦0.10であれば、輝度及び輝度劣化に優れるため好ましい。
【0029】
また、本発明に係るPDPの製造方法は、第1のパネル基板上に水溶液中合成法、水熱合成法、噴霧合成法、加水分解法等により得られた前駆体を用いて作製した蛍光体粒子とバインダとからなるペーストを配設する配設工程と、当該第1のパネル上に配設されたペーストに含まれるバインダを焼失させる焼成工程と、焼成工程により蛍光体粒子が基板上に配設された第1のパネルと第2のパネルとを重ね合わせて封着する工程とを備えることを特徴とし、これにより、輝度及び輝度劣化に優れたPDPを得ることができる。
【0030】
また、本発明を適用した蛍光灯は、紫外線により励起されて可視光を発光する蛍光体層を有する蛍光灯であって、前記蛍光体層は、球状で水溶液中合成法、水熱合成法、噴霧合成法、加水分解法で合成された前駆体を用いて作製された蛍光体粒子を含んで構成されていることを特徴とし、このように構成することにより蛍光体粒子自体が発光特性に優れ、輝度及び輝度劣化に優れた蛍光灯とすることができる。
【0031】
以下、本発明に係るプラズマディスプレイ装置の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0032】
図1はPDPにおける前面ガラス基板を取り除いた概略平面図であり、図2は、PDPの画像表示領域の一部を断面で示す斜視図である。なお、図1においては表示電極群、表示スキャン電極群、アドレス電極群の本数などについては分かり易くするため、一部省略して図示している。
【0033】
図1において、PDP100は、前面ガラス基板101(図示せず)と、背面ガラス基板102と、N本の表示電極103と、N本の表示スキャン電極104(N本目を示す場合はその数字を付す)と、M本のアドレス電極107群(M本目を示す場合はその数字を付す)と、気密シール層121などからなり、各電極103,104,107による3電極構造の電極マトリックスを形成しており、表示スキャン電極104とアドレス電極107との交点にセルが形成されている。123は画像表示領域である。
【0034】
このPDP100は、図2に示すように、前面ガラス基板101の一主面上に表示電極103、表示スキャン電極104、誘電体ガラス層105及びMgO保護層106が配設された前面パネルと、背面ガラス基板102の一主面上にアドレス電極107、誘電体ガラス層108、隔壁109及びR,G,Bの蛍光体層110が配設された背面パネルとを対向配置し、前面パネルと背面パネルとの間に形成される放電空間122内に放電ガスが封入された構成となっており、このPDPに駆動回路を接続することによりプラズマディスプレイ装置を構成している。
【0035】
このプラズマディスプレイ装置では、図3に示すように、PDP100に、駆動回路150を構成する表示ドライバ回路153、表示スキャンドライバ回路154、アドレスドライバ回路155を接続し、コントローラ152の制御に従い、点灯させようとするセルに対して表示スキャン電極104とアドレス電極107に電圧を印加することにより、その間でアドレス放電を行った後に、表示電極103、表示スキャン電極104間にパルス電圧を印加して維持放電を行う。この維持放電により、PDPの当該セルにおいて紫外線が発生し、この紫外線により励起された蛍光体層が発光することでセルが点灯し、各色セルの点灯、非点灯の組み合わせによって画像が表示される。
【0036】
次に、上述したPDPについて、その製造方法を図1および図2を参照しながら説明する。
【0037】
前面パネルは、前面ガラス基板101上に、まず各N本の表示電極103および表示スキャン電極104(図2においては各2本のみ表示している。)を交互かつ平行にストライプ状に形成した後、その上を誘電体ガラス層105で被覆し、さらに誘電体ガラス層105の表面にMgO保護層106を形成することによって作製される。
【0038】
表示電極103および表示スキャン電極104は、銀からなる電極であって、電極用の銀ペーストをスクリーン印刷により塗布した後、焼成することによって形成される。
【0039】
誘電体ガラス層105は、鉛系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷で塗布した後、所定温度で所定時間、例えば560℃で20分焼成することによって、所定の層の厚み(約20μm)となるように形成する。上記鉛系のガラス材料を含むペーストとしては、例えばPbO(70wt%)、B23(15wt%)、SiO2(10wt%)、およびAl23(5wt%)と有機バインダ(α−ターピネオールに10%のエチルセルローズを溶解したもの)との混合物が使用される。ここで、有機バインダとは、樹脂を有機溶媒に溶解したものであり、エチルセルローズ以外に樹脂としてアクリル樹脂、有機溶媒としてブチルカービトールなども使用することができる。さらに、こうした有機バインダに分散剤、例えば、グリセルトリオレエートを混入させてもよい。
【0040】
MgO保護層106は、酸化マグネシウム(MgO)から成るものであり、例えばスパッタリング法やCVD法(化学蒸着法)によって層が所定の厚み(約0.5μm)となるように形成される。
【0041】
背面パネルは、まず背面ガラス基板102上に、電極用の銀ペーストをスクリーン印刷し、その後焼成することによってM本のアドレス電極107が配列された状態で形成される。その上に鉛系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷法で塗布して誘電体ガラス層108を形成し、同じく鉛系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷法により所定のピッチで繰り返し塗布した後、焼成することによって隔壁109が形成される。この隔壁109により、放電空間122はライン方向に一つのセル(単位発光領域)毎に区画される。
【0042】
図4は、PDP100の一部断面図である。図4に示すように、隔壁109の間隙寸法Wが一定値32インチ〜50インチのHD−TVに合わせて130μm〜240μm程度に規定される。
【0043】
そして、隔壁109の間の溝には、水熱合成法により得られた赤色(R)、緑色(G)、水熱合成法、噴霧合成法、加水分解法により得られた青色(B)の各蛍光体粒子と有機バインダとからなるペースト状の蛍光体インキを塗布し、これを400℃〜590℃の温度で焼成して有機バインダを焼失させることによって、各蛍光体粒子が結着してなる蛍光体層110が形成される。この蛍光体層110のアドレス電極107上における積層方向の厚みLは、各色蛍光体粒子の平均粒径のおよそ8〜25倍程度に形成することが望ましい。すなわち、蛍光体層に一定の紫外線を照射したときの輝度(発光効率)を確保するためには、蛍光体層は、放電空間において発生した紫外線を透過させることなく吸収することが必要で、蛍光体粒子が最低でも8層、好ましくは20層程度積層された厚みを保持することが望ましく、それ以上の厚みとなれば蛍光体層の発光効率はほとんどサチュレートしてしまうとともに、20層程度積層された厚みを超えると、放電空間122の大きさを十分に確保できなくなるからである。また、水熱合成法、噴霧合成法、加水分解法、等により得られた蛍光体粒子のように、その粒径が十分小さく、かつ球状に近いものであれば、球状でない粒子を使用する場合と比べ積層段数が同じ場合であっても蛍光体層充填度が高まるとともに、蛍光体粒子の総表面積が増加するため、蛍光体層における実際の発光に寄与する蛍光体粒子表面積が増加し、さらに発光効率が高まる。この蛍光体層110の合成方法及び蛍光体層に用いる蛍光体粒子については後述する。
【0044】
このようにして作製された前面パネルと背面パネルは、前面パネルの各電極と背面パネルのアドレス電極とが直交するように対向配置して重ね合わせるとともに、パネル周縁に封着用ガラスを介挿させ、これを例えば450℃程度で10〜20分間焼成して気密シール層121を形成することにより封着される。そして、一旦放電空間122内を高真空、例えば、1.1×10-4Paに排気した後、放電ガス、例えば、He−Xe系、Ne−Xe系の不活性ガスを所定の圧力で封入することによってPDP100が作製される。
【0045】
図5は、蛍光体層110を形成する際に用いるインキ塗布装置の概略構成図である。図5に示すように、インキ塗布装置200は、サーバ210、加圧ポンプ220、ヘッダ230などを備え、蛍光体インキを蓄えるサーバ210から供給される蛍光体インキは、加圧ポンプ220によりヘッダ230に加圧されて供給される。ヘッダ230にはインキ室230aおよびノズル240が設けられており、加圧されてインキ室230aに供給された蛍光体インキは、ノズル240から連続的に吐出されるようになっている。このノズル240の口径Dは、ノズルの目詰まり防止のため30μm以上、かつ塗布の際の隔壁からのはみ出し防止のため隔壁109間の間隔W(約130μm〜200μm)以下にすることが望ましく、通常30μm〜130μmに設定される。
【0046】
ヘッダ230は、図示しないヘッダ走査機構によって直線的に駆動されるように構成されており、ヘッダ230を走査させるとともにノズル240から蛍光体インキ250を連続的に吐出することにより、背面ガラス基板102上の隔壁109間の溝に蛍光体インキが均一に塗布される。ここで、使用される蛍光体インキの粘度は25℃において、1500CP〜30000CPの範囲に保たれている。
【0047】
なお、上記サーバ210には図示しない攪拌装置が備えられており、その攪拌により蛍光体インキ中の粒子の沈殿が防止される。またヘッダ230は、インキ室230aやノズル240の部分も含めて一体成形されたものであり、金属材料を機器加工ならびに放電加工することによって作製されたものである。
【0048】
また、蛍光体層を形成する方法としては、上記方法に限定されるものではなく、例えばフォトリソ法、スクリーン印刷法、および蛍光体粒子を混合させたフィルムを配設する方法など、種々の方法を利用することができる。
【0049】
蛍光体インキは、各色蛍光体粒子、バインダ、溶媒とが混合され、1500〜30000センチポアズ(CP)となるように調合されたものであり、必要に応じて、界面活性剤、シリカ、分散剤(0.1wt%〜5wt%)等を添加してもよい。
【0050】
この蛍光体インキに調合される赤色蛍光体としては、(Y,Gd)1-xBO3:Eux、またはY2-x3:Euxで表される化合物が用いられる。これらは、その母体材料を構成するY元素の一部がEuに置換された化合物である。ここで、Y元素に対するEu元素の置換量Xは、0.05≦X≦0.20の範囲となることが好ましい。これ以上の置換量とすると、輝度は高くなるものの輝度劣化が著しくなることから実用上使用できにくくなると考えられる。一方、この置換量以下である場合には、発光中心であるEuの組成比率が低下し、輝度が低下して蛍光体として使用できなくなるためである。
【0051】
緑色蛍光体としては、Ba1-xAl1219:Mnx、またはZn2-xSiO4:Mnxで表される化合物が用いられる。Ba1-xAl1219:Mnxは、その母体材料を構成するBa元素の一部がMnに置換された化合物であり、Zn2-xSiO4:Mnxは、その母体材料を構成するZn元素の一部がMnに置換された化合物である。ここで、Ba元素およびZn元素に対するMn元素の置換量Xは、上記赤色蛍光体のところで説明した理由と同様の理由により、0.01≦X≦0.10の範囲となることが好ましい。
【0052】
青色蛍光体としては、Me1-xMgSi26:EuxまたはMe3(1-x)MgSi28:Eux(Meは、Ca,Sr,Baの内のいずれか一種以上)で表される化合物が用いられる。これらの蛍光体は、その母体材料を構成するMe(Ca,Sr,Ba)元素の一部がEuに置換された化合物である。ここで、Me元素に対するEu元素の置換量Xは、上記と同様の理由により、青色蛍光体は0.03≦X≦0.2の範囲となることが好ましい。
【0053】
これらの各色蛍光体には、水溶液中合成法、水熱合成法、噴霧合成法、加水分解法により得られた前駆体を用いて作製した蛍光体(粉砕工程を経ていない)が用いられる。この蛍光体の合成方法については後述する。
【0054】
蛍光体インキに調合されるバインダとしては、エチルセルローズやアクリル樹脂を用い(インキの0.1wt%〜10wt%を混合)、溶媒としては、α−ターピネオール、ブチルカービトールを用いることができる。なお、バインダとして、PMAやPVAなどの高分子を、溶媒として、ジエチレングリコール、メチルエーテルなどの有機溶媒の水を用いることもできる。
【0055】
本実施の形態においては、蛍光体粒子に水溶液中で蛍光体の前駆体を合成し、これを用いて水熱合成法、噴霧合成法、加水分解法により製造されたものが用いられ、例えば、以下のように製造される。なお、前記合成法は球状に近い蛍光体粒子が得られる合成方法および結晶育成方法である。
【0056】
▲1▼青色蛍光体
Ca1-xMgSi26:Euxについて説明する。
【0057】
まず、混合液作製工程において、原料となる、硝酸バリウムCa(NO32、硝酸マグネシウムMg(NO33、酸化ケイ素SiO2(コロイダルシリカ)、硝酸ユーロピウムEu(NO32をモル比が1−X:1:2:X(0.03≦X≦0.20)となるように混合し、これを水性媒体に溶解して混合液を作製する。この水性媒体にはイオン交換水、純水が不純物を含まない点で好ましいが、これらに非水溶媒(メタノール、エタノールなど)が含まれていても使用することができる。
【0058】
次に、水和混合液にアルカリ(塩基性)性溶液(例えば、水酸化カリウム)を加えて球状の水和物(前駆体)を作り、これを金あるいは白金などの耐食性、耐熱性を持つものからなる容器に入れて、例えばオートクレーブなどの加圧しながら加熱することができる装置を用い、高圧容器中で所定温度(100℃〜300℃)、所定圧力(0.2MPa〜10MPa)の下で青色の場合還元剤として、アルミやグラファイト粉末を入れて水熱合成(12〜20時間)を行い、球状前駆体を作製する。
【0059】
ここで、前記水和混合液を、オートクレーブを使用せずに直接加圧ノズルから超音波を印加しながら1000℃〜1500℃に加熱された炉に噴霧させて球状の前駆体を作製する噴霧合成法を用いてもよい。
【0060】
次に、これらの前駆体粉体を還元雰囲気下(例えば水素を5%、窒素を95%含む雰囲気)で、所定温度で所定時間、例えば、800℃〜1400℃で2時間焼成し、次にこれを分級することにより所望の青色蛍光体Ca1-xMgSi26:Euxを得ることができる。
【0061】
水熱合成や噴霧合成を行うことにより得られる蛍光体粒子は、形状が略球状となり、かつ粒径が従来の固相反応から作製されるものと比べて、平均粒径が0.05μm〜3.0μm程度と小さいものが形成される。なお、ここでいう「球状」とは、ほとんどの蛍光粒子の軸径比(短軸径/長軸径)が、例えば、0.9以上1.0以下となるように定義されるものであるが、必ずしも蛍光体粒子の全てがこの範囲に入る必要はない。
【0062】
次に、(Sr,Ca)1-xMgSi26:Euxについて説明する。
【0063】
この蛍光体は、上述したCa1-xMgSi26:Euxと原料がCaの一部をSrで置き換えた(Sr/Caの比0.1〜1/0〜1)のみである。以下、その使用する原料について説明する。
【0064】
原料として、硝酸ストロンチウムSr(NO32、硝酸マグネシウムMg(NO33、酸化ケイ素SiO2(コロイダルシリカ)、硝酸ユーロピウムEu(NO32をモル比が1−X:1:2:X(0.03≦X≦0.20)となるように水と共に混合し、次にこれと塩基性(アルカリ性)溶液を容器に入れて、超音波を容器に印加しながらO2あるいはO3をバブリングさせながら混合し、球状の水和物(前駆体水和物)を作製し、次にこの水和物を空気中で800℃〜1450℃で焼成した後、還元雰囲気中で1000℃〜1400℃で焼成する水溶液中合成法で作製し、次にこれを分級して青色蛍光体とする。
【0065】
次に、(Ca,Ba)1-xMgSi26:Euxのその他の製造方法について説明する。
【0066】
原料として、カルシウムのアルコキシドCa(O・R)2,バリウムのアルコキシドBa(O・R)2,〔(Ca/Baの比)0〜1/0.1〜1〕、珪素のアルコキシドSi(O・R)4,ユーロピウムのアルコキシドEu(O・R)3,(ただしRはアルキル基)をモル比が1−X:1:2:X(0.030.2)となるように混合し、水またはアルコールを添加して加水分解させた球状前駆体を、1000℃〜1400℃で焼成し、次にこれを還元雰囲気下、例えば水素を5%、窒素を95%の雰囲気で所定温度(1000℃〜1400℃で2時間)で焼成した後、空気分級機によって分級する加水分解法によっても青色蛍光体を得ることができる。
【0067】
次に、Ba3(1-x)MgSi28:Euxについて説明する。
【0068】
まず、混合液作製工程において、原料となる、硝酸バリウムBa(NO32、硝酸マグネシウムMg(NO33、酸化ケイ素SiO2(コロイダルシリカ)、硝酸ユーロピウムEu(NO32をモル比が3(1−X):1:2:X(0.003≦X≦0.20)となるように混合し、これを水性媒体に溶解して混合液を作製する。この水性媒体にはイオン交換水、純水が不純物を含まない点で好ましいが、これらに非水溶媒(メタノール、エタノールなど)が含まれていても使用することができる。
【0069】
次に水和混合液にアルカリ(塩基性)性溶液(例えば、水酸化カリウム)を加えて球状の水和物(前駆体)を作りこれを、金あるいは白金などの耐食性、耐熱性を持つものからなる容器に入れて、例えばオートクレーブなどの加圧しながら加熱することができる装置を用い、高圧容器中で所定温度(100℃〜300℃)、所定圧力(0.2MPa〜10MPa)の下で青色の場合還元剤として、アルミやグラファイト粉末を入れて水熱合成(12〜20時間)を行い球状前駆体を作製する。
【0070】
ここで、前記水和混合液を、オートクレーブを使用せずに直接加圧ノズルから超音波を印加しながら1000℃〜1500℃に加熱された炉に噴霧させて球状の前駆体を作製する噴霧合成法を用いてもよい。
【0071】
次に、これらの前駆体粉体を還元雰囲気下(例えば水素を5%、窒素を95%含む雰囲気)で、所定温度で所定時間、例えば、800℃〜1400℃で2時間焼成し、次にこれを分級することにより所望の青色蛍光体Ba3(1-x)MgSi23:Euを得ることができる。
【0072】
水熱合成や噴霧合成を行うことにより得られる蛍光体粒子は、形状が略球状となり、かつ粒径が従来の固相反応から作製されるものと比べて、平均粒径が0.05μm〜3.0μm程度と小さいものが形成される。なお、ここでいう「球状」とは、ほとんどの蛍光粒子の軸径比(短軸径/長軸径)が、例えば、0.9以上1.0以下となるように定義されるものであるが、必ずしも蛍光体粒子の全てがこの範囲に入る必要はない。
【0073】
次に、(Ba,Sr)3(1-x)MgSi28:Euxについて説明する。
【0074】
この蛍光体は、上述したBa3(1-x)MgSi28:Euxと原料がBaの一部をSrで置き換えた(Ba/Srの比0.1〜1/0〜1)のみである。以下、その使用する原料について説明する。
【0075】
原料として、硝酸ストロンチウムSr(NO32、硝酸バリュウムBa(NO32、硝酸マグネシウムMg(NO33、酸化ケイ素SiO2(コロイダルシリカ)、硝酸ユーロピウムEu(NO32をモル比が3(1−X):1:2:X(0.003≦X≦0.20)となるように水と共に混合し、次にこれを塩基性(アルカリ性)溶液を容器に入れて、超音波を容器に印加しながらO2あるいはO3をバブリングさせながら混合し、球状の水和物(前駆体水和物)を作製し、次にこの水和物を空気中で800℃〜1450℃で焼成した後、還元雰囲気中で1000℃〜1400℃で焼成する水溶液中合成法で作製し、次にこれを分級して青色蛍光体とする。
【0076】
次に、(Ca,Ba)3(1-x)MgSi28:Euxのその他の製造方法について説明する。
【0077】
原料として、カルシウムのアルコキシドCa(O・R)2,バリウムのアルコキシドBa(O・R)2,〔(Ca/Baの比)0〜1/0.1〜1〕、珪素のアルコキシドSi(O・R)4,ユーロピウムのアルコキシドEu(O・R)3,(ただしRはアルキル基)をモル比が3(1−X):1:2:X(0.0030.2)となるように混合し、水またはアルコールを添加して加水分解させた球状前駆体を、1000℃〜1400℃で焼成し、次にこれを還元雰囲気下、例えば水素を5%、窒素を95%の雰囲気で所定温度(1000℃〜1400℃で2時間)で焼成した後、空気分級機によって分級する加水分解法によっても青色蛍光体を得ることができる。
【0078】
▲2▼緑色蛍光体
Zn2(1-x)SiO4:Mnxについて説明する。
【0079】
まず、混合液作製工程において、原料である、硝酸亜鉛Zn(NO3)、コロイダルシリカSiO2、硝酸マンガンMn(NO32をモル比で2−X:1:X(0.01≦X≦0.10)となるように混合し、イオン交換水に溶解して混合液を作製する。次に、水和工程において、この混合液に対して塩基性水溶液(例えばアンモニア水溶液)を添加し、水和物を作製する。
【0080】
その後、水熱合成工程において、この水和物とイオン交換水を白金や金などの耐食性、耐熱性を持つものからなるカプセル中に入れて、例えばオートクレーブを用い、高圧容器中で所定温度で所定圧力、例えば、温度100℃〜300℃、圧力0.2MPa〜10MPaの条件下で所定時間、例えば、2〜10時間水熱合成を行う。そして、水熱合成が行われた粒子を乾燥することにより、所望のZn2-xSiO4:Mnxが得られる。この水熱合成工程により得られる蛍光体粒子は、粒径が0.1μm〜2.0μm程度となり、その形状が球状となる。次にこの粉体を空気中で800℃〜1100℃でアニールして、緑色の蛍光体粉末とする。
【0081】
次に、Ba1-xAl1219:Mnxについて説明する。
【0082】
まず、混合液作製工程において、原料である、硝酸バリウムBa(NO32、硝酸アルミニウムAl(NO32、硝酸マンガンMn(NO32がモル比で1−X:12:X(0.01≦X≦0.10)となるように混合し、これをイオン交換水に溶解して混合液を作製する。
【0083】
次に、水和工程においてこの混合液に塩基性水溶液、例えばアンモニア水溶液を滴下することにより、水和物を形成させる。その後、水熱合成工程において、この水和物とイオン交換水を白金や金などの耐食性、耐熱性を持つものからなるカプセル中に入れて、例えばオートクレーブを用いて高圧容器中で所定温度で所定圧力、例えば温度100℃〜300℃、圧力0.2MPa〜10MPaの条件下で所定時間、例えば、2〜20時間水熱合成を行う。
【0084】
その後、乾燥することにより、所望のBa1-xAl1219:Mnxが得られる。この水熱合成工程により、得られる蛍光体は粒径が0.1μm〜2.0μm程度となり、その形状が球状となる。次にこの粉体を空気中で800℃〜1100℃でアニール後分級して、緑色の蛍光体とする。
【0085】
▲3▼赤色蛍光体
(Y,Gd)1-xBO3:Euxについて説明する。
【0086】
混合液作製工程において、原料である、水酸化イットリウムY2(OH)3と水酸化ガドリミウムGd2(OH)3とホウ酸H3BO3と水酸化ユーロピウムEu2(OH)3を混合し、モル比が1−X:2:X(0.05≦X≦0.20)(YとGdの比は65対35)となるようにイオン交換水に溶解して混合液を作製する。次に、水和工程において、この混合液に対して塩基性水溶液(例えば、アンモニア水溶液)を添加し、水和物を形成させる。
【0087】
その後、水熱合成工程において、この水和物とイオン交換水を白金や金などの耐食性、耐熱性を持つものからなる容器中に入れ、例えばオートクレーブを用いて高圧容器中で所定温度で所定時間、例えば、温度100℃〜300℃、圧力0.2MPa〜10MPaの条件下で所定時間、例えば3〜12時間水熱合成を行う。この水熱合成工程により、得られる蛍光体は粒径が、0.1μm〜2.0μm程度となり、その形状が球状となる。次にこれを空気中で800℃〜1200℃で2時間熱処理後、分級して赤色蛍光体を得る。
【0088】
次に、Y2-x3:Euxについて説明する。
【0089】
混合液作製工程において、原料である、硝酸イットリウムY2(NO32と硝酸ユーロピウムEu(NO32を混合し、モル比が2−X:X(0.05≦X≦0.30)となるようにイオン交換水に溶解して混合液を作製する。次に、水和工程において、この水溶液に対して塩基性水溶液(例えば、アンモニア水溶液)を添加し、水和物を形成させる。
【0090】
その後、水熱合成工程において、この水和物とイオン交換水を白金や金などの耐食性、耐熱性を持つものからなる容器中に入れ、例えばオートクレーブを用いて高圧容器中で温度100℃〜300℃、圧力0.2MPa〜10MPaの条件下で3〜12時間水熱合成を行う。その後、得られた化合物の乾燥を行うことにより、所望のY2-x3:Euxが得られる。
【0091】
次に、この蛍光体を空気中で800℃〜1200℃で2時間アニール後分級して赤色蛍光体とする。この水熱合成工程により得られる蛍光体は、粒径が0.1μm〜2.0μm程度となり、かつその形状が球状となる。この粒径、形状は発光特性に優れた蛍光体層を形成するのに適している。
【0092】
上記各蛍光体粒子は、いずれも水溶液中で合成した球状前駆体を用いて、水熱合成法、噴霧合成法、加水分解法によって生成するため、上述のように、形状が球状かつ粒径の小さな粒子(平均粒径が0.1μm〜2.0μm程度)に形成される。したがって、これらの合成法により得られる蛍光体粒子表面には、酸素欠陥が形成されることもなく、蛍光体の輝度及び輝度劣化は著しく改善する。また、蛍光体粒子において紫外線が到達する領域は、粒子表面から数百nm程度と浅く、ほとんど表面しか発光しない状態であり、こうした蛍光体粒子の粒径が2.0μm以下になれば発光に寄与する粒子の表面積が増加するので、蛍光体層を形成したときにその輝度は高い状態に保たれる。
【0093】
さらに、特にこれらの合成により生成された蛍光体粒子は、球状で結晶成長していくため、酸素欠陥などの欠陥が少なくなる。そのため、酸素欠陥に吸収される紫外線は減少するとともに、発光中心の励起は起こり易くなる。また、蛍光体の形状が球状であるため、高温で焼成しても粒子同士がくっつきにくくなる。したがって、蛍光体粒子は簡単に粉砕でき欠陥がほとんど入らなく、輝度が高くなるとともに、酸素欠陥から派生する輝度劣化においても抑制される。また、本発明の蛍光体は粒子径もサブミクロンオーダーまでのものが生成されるので、蛍光体を塗布したときにおける塗布ムラも少なくなり、蛍光体層における蛍光体の充填度も向上するため、PDPの輝度も従来に比べ高くなる。
【0094】
なお、上述したPDPのR,Gの蛍光体層には、全ての蛍光体層に水熱合成を行った蛍光体粒子を使用したが、水溶液中合成法、噴霧合成法でも作製しても水熱合成方法とほぼ同等のR,Gの蛍光体層を作製することが可能である。
【0095】
R,G,B3色のうち、特に従来のCaMgSi26:Eu構造の青色蛍光体は、他の蛍光体と比べて輝度が低く、放電による輝度劣化も大きかったので、3色同時に発光した場合の白色の色温度は低下する傾向にあった。そのため、PDPにおいては、回路的に青色以外の蛍光体(赤、緑)のセルの輝度を下げることにより白表示の色温度を改善していたが、本発明により製造されたMeMgSi26:EuまたはMe3MgSi28:Eu(MeはCa,Sr,Baの内のいずれか一種以上)の結晶構造を有する青色蛍光体を使用すれば、青色セルの輝度が高まり、他の色のセルの輝度を意図的に下げることが不要となる。したがって、全ての色のセルの輝度を意図的に下げることが不要となり、全ての色のセルの輝度をフルに使用することができるので、白表示の色温度が高い状態を保ちつつ、PDPの輝度を上げることができる。また、本発明に係る青色蛍光体は、同じ紫外線により励起、発光する蛍光灯にも応用することができる。その場合には、蛍光管内壁に塗布されている従来の青色蛍光体部を水溶液中合成法、水熱合成法あるいは噴霧合成法により得られた青色蛍光体からなる蛍光体部に置換すればよい。このように本発明による蛍光体を蛍光灯に適用すれば、従来の蛍光灯より輝度及び輝度劣化に優れたものが得られる。
【0096】
(評価実験1)
以下、本発明のプラズマディスプレイ装置の性能を評価するために、上記実施の形態に基づくサンプルを作製し、そのサンプルについて性能評価実験を行い、その実験結果を検討する。
【0097】
作製したプラズマディスプレイ装置は、42インチの大きさを持ち(リブピッチ150μmのHD−TV仕様)誘電体ガラス層の厚みは20μm、MgO保護層の厚みは0.5μm、表示電極と表示スキャン電極の間の距離は0.08mmとなるようにPDPを作製した。また、放電空間に封入される放電ガスは、ネオンを主体にキセノンガスを5%混合したガスであり、所定の放電ガス圧、例えば73kPaの放電ガス圧で封入している。
【0098】
サンプル1〜9のPDPに用いる各蛍光体粒子には、全て水溶液中で調整した球状の前駆体を用いて、水溶液中合成法、水熱合成方法、噴霧合成法、加水分解法で作製した球状の前駆体を用いてそれぞれの蛍光体を作製した。それぞれの合成条件を表1に示す。
【0099】
【表1】

Figure 0003988615
【0100】
サンプル1〜4は、赤色蛍光体に(Y,Gd)1-xBO3:Eux、緑色蛍光体に(Zn2-xSiO4:Mnx)、青色蛍光体に〔Me1-xMgSi26:Eux(Meは、Ca,Sr,Baの組み合わせ)〕を用いた組み合わせのものであり、蛍光体の製造方法および発光中心となるEu,Mnの置換比率、すなわちY,Me元素に対するEuの置換比率、およびZn元素に対するMnの置換比率及びMeの組み合わせを表1のように変化させたものである。
【0101】
サンプル5〜9は、赤色蛍光体に(Y2-x3:Eux)、緑色蛍光体に(Ba1-xAl1219:Mnx)、青色蛍光体に〔Me1-xMgSi26:Eux(Meは、Ca,Sr,Baの組み合わせ)〕を用いた組み合わせのものであり、上記と同様、水熱合成方法、噴霧合成方法、加水分解方法でそれぞれの蛍光体を作製した。また、発光中心の置換比率及びMeの組み合わせを表1のように変化させたものである。また、蛍光体層の形成に使用した蛍光体インキは、表1に示す各蛍光体粒子を使用して上述した例で示すような混合比で蛍光体、樹脂、溶剤、分散剤を混合して作製した。
【0102】
さらに、サンプル10,11は比較例で、赤色蛍光体に(Y,Gd)1-xBO3:Eu2,緑色蛍光体に(Zn2SiO4:Mnx)をそれぞれ水熱合成法で作製し、青色蛍光体はCaMgSi26:Eu(サンプル10)とBaMgAl1017:Eu(サンプル11)を固相反応法で作製したものを用いた組み合わせのものであり、上記サンプル1〜9と同様の条件で蛍光体層を作製したものである。
【0103】
そのときの蛍光体インキの粘度(25℃)について測定した結果、いずれも粘度が1500CP〜30000CPの範囲に保たれている。形成された蛍光体層を観察したところ、いずれも隔壁壁面に均一に蛍光体インキが塗布されていた。また、各色における蛍光体層に使用される蛍光体粒子については、表1に示すような組成、製造方法が各サンプルに使用されている。
【0104】
次に、比較サンプル10,11の青色蛍光体粒子には、従来から行われている焼結工程を用い、固相反応を行った蛍光体粒子をボールミルで粉砕した後、ふるいわけにより得られるものを用いた。赤色蛍光体には、サンプル9と同じ水熱合成方法で作製した粒径2.0μmの球状のY23:Eu(表3参照)を使用し、膜厚は20μmとした。緑色蛍光体には、同じくサンプル9と同じ水熱合成方法で作製した粒子径2.2μmの不定形のBa1-xAl1219:Mnxを使用し、膜厚は20μmとした。青色蛍光体には、従来例の焼結法で作製したCaMgSi26:EuをH2−N2ガス中において1400℃、5時間焼成した後、粉砕しふるいわけによって、得られる粒子径はそれぞれ4.0μmとした。
【0105】
また、蛍光体層の形成に使用した蛍光体インキは、表1に示す各蛍光体粒子を使用して、蛍光体、樹脂、溶剤、分散剤を混合して作製した。
【0106】
このように作製されたサンプル1〜9および比較サンプル10,11について、PDPを作製する工程において、背面パネル工程での蛍光体焼成(条件は520℃、空気中)での各蛍光体の輝度劣化率、パネル封着工程(温度450℃で加熱)での蛍光体の輝度劣化率、パネルの加速寿命時の輝度劣化率、アドレス放電時のアドレスミスの有無及び青色全面点燈時の輝度等を計測した。
【0107】
PDPの輝度の測定については、パネルに電圧150V、周波数30kHzの放電維持パルスを印加した状態で行った。
【0108】
輝度劣化変化率の測定は、PDPに電圧200V、周波数100kHzの放電維持パルスを100時間連続して印加する場合に、その前後におけるパネル輝度を測定し、そこから輝度劣化変化率(<〔印加後の輝度−印加前の輝度〕/印加前の輝度>×100)を求めた。
【0109】
また、アドレス放電時のアドレスミスについては画像を見てちらつきがあるかないかで判断し、1個所でもあれば、ありとしている。パネルの輝度分布については、白表示時の輝度を輝度計で測定して、その全面の分布を示した。
【0110】
これらの輝度および輝度劣化変化率についての結果を表2に示す。なお、実験においては、各色蛍光体層に均等に放電を行っており、白表示したときの色温度を調整するために赤、緑色のセルの輝度を抑えるという制御は行っていない。
【0111】
【表2】
Figure 0003988615
【0112】
表2に示すように、比較サンプル10,11においては、従来の青色の蛍光体焼成時(520℃)の、輝度劣化変化率がそれぞれ−4.6%、−5.6%、パネル封着工程(450℃)の輝度の劣化率がそれぞれ−14.5%、−21.8%で、放電維持パルス100時間印加後の輝度変化がそれぞれ−11.0%、−34.6%で、アドレス放電ミスあり、パネルの青色輝度がそれぞれ61,46cd/cm2の値を示した。
【0113】
一方、青色蛍光体にMe1-xMgSi26:Eux構造の蛍光体を使用したサンプル1〜9については、青色全面点燈の輝度が軒並み80cd/cm2を超える値を示した。また、蛍光体焼成時(520℃)の輝度劣化変化率は、−0.2〜−2.8%、パネル封着工程時(450℃)の輝度変化率は−0.3〜−5.0%で、放電維持パルス100時間印加後の輝度変化率が、−0.2〜−0.9%で、アドレスミスもなかった。
【0114】
すなわち、本発明品は、比較サンプル10,11に比べ、パネル輝度、各種工程の輝度劣化及びアドレス放電ミスについても優れた特性を示す。
【0115】
これは、本発明による青色蛍光体粒子が、水溶液中合成法、水熱合成法、噴霧合成法、加水分解法を用いたMe1-xMgSi26:Eux(ただしMeは、Ca,Sr,Baの内のいずれか一種以上)の結晶構造を有する蛍光体であることにより、比較的小さな(0.1μm〜3.0μm)略球状の蛍光体粒子が合成されるので、粒子の粉砕が不要となり酸素欠陥の発生が抑制されるうえ、蛍光体層における蛍光体粒子の充填度が向上し、発光に寄与する蛍光体粒子の表面が増加したためと考えられる。特に、Ca単独よりもその一部または全部をCa,Baで置換したパネルの方が輝度や各種特性が向上する。
【0116】
つまり、この青色蛍光体粒子において酸素欠陥発生が抑制されることにより、酸素欠陥を起点とした結晶性の低下が進行しにくくなり、特に青色の色温度の劣化及び輝度劣化が抑制されるとともに、酸素欠陥に吸収される紫外線量が少なくなることから、発光中心の励起が行われやすくなるために従来に比べて輝度が向上すると考えられる。
【0117】
(評価実験2)
上記評価実験1においては、本発明に係る蛍光体をPDPに用いたが、同じく紫外線により励起されることにより発光する蛍光灯に本発明に係る蛍光体を用いた蛍光灯サンプルを作製した。
【0118】
公知の蛍光灯において、ガラス管内壁に形成される蛍光体層として、上記表1に示すサンプル4の条件下で作製した各色の蛍光体を混合したものを塗布することによって得られる蛍光体層を用い、蛍光灯サンプル12を作製した。比較例として、従来の固相反応で反応するサンプル11(表1)の条件下で作製した各色蛍光体を混合したものを塗布した比較蛍光灯サンプル13も同様に作製した。
【0119】
この評価実験2の蛍光灯サンプル12、および比較蛍光灯サンプル13に対して、100V,60Hzのパルス電圧を5000時間印加する前後における輝度を測定し、その輝度から輝度変化率(<〔印加後の輝度−印加前の輝度〕/印加前の輝度>×100)を算出した。その結果を表3に示す。
【0120】
【表3】
Figure 0003988615
【0121】
この表3の結果から、水溶液中で球状の前駆体を作製し、次にこれを用いて噴霧合成法、水熱合成法、加水分解法等で作製したMe1-xMgSi26:Eux構造を有する青色蛍光体粒子を使用した蛍光灯サンプル12は、蛍光灯サンプル13と比較すると、輝度が約4%向上し、輝度変化率においては大幅に優れていることがわかる。
【0122】
(評価実験3)
次に、Me3(1-x)MgSi28:Eux構造の蛍光体を用いたプラズマディスプレイ装置の性能を評価するために、上記評価実験1と同様に、サンプルを作製し、そのサンプルについて性能評価実験を行った実験結果を表4に示す。
【0123】
【表4】
Figure 0003988615
【0124】
サンプル1〜4は、赤色蛍光体に(Y,Gd)1-xBO3:Eux、緑色蛍光体に(Zn2-xSiO4:Mnx)、青色蛍光体に〔Me3(1-x)MgSi28:Eux(Meは、Ca,Sr,Baの組み合わせ)〕を用いた組み合わせのものであり、蛍光体の製造方法および発光中心となるEu,Mnの置換比率、すなわちY,Me元素に対するEuの置換比率、およびZn元素に対するMnの置換比率及びMeの組み合わせを表4のように変化させたものである。
【0125】
サンプル5〜9は、赤色蛍光体に(Y2-x3:Eux)、緑色蛍光体に(Ba1-xAl1219:Mnx)、青色蛍光体に〔〔Me3(1-x)MgSi28:Eux(Meは、Ca,Sr,Baの組み合わせ)〕を用いた組み合わせのものであり、上記と同様、水熱合成方法、噴霧合成方法、加水分解方法で合成された前駆体を用いて作製した蛍光体である。また、発光中心の置換比率及びMeの組み合わせを表4のように変化させたものである。また、蛍光体層の形成に使用した蛍光体インキは、表4に示す各蛍光体粒子を使用して上述した例で示すような混合比で蛍光体、樹脂、溶剤、分散剤を混合して作製した。
【0126】
さらに、サンプル10,11,12は比較例で、赤色蛍光体に〔(Y1-x23:Eu2,緑色蛍光体に(Ba1-xAl1219:Mnx)をそれぞれ水熱合成法で作製し、青色蛍光体はBa3MgSi28:Eu(サンプル10),BaMgAl1017:Eu(サンプル11),CaMgSi26:Eu(サンプル12)を固相反応法で作製したものを用いた組み合わせのものであり、上記サンプル1〜9と同様の条件で蛍光体層を作製したものである。
【0127】
そのときの蛍光体インキの粘度(25℃)について測定した結果、いずれも粘度が1500CP〜30000CPの範囲に保たれている。形成された蛍光体層を観察したところ、いずれも隔壁壁面に均一に蛍光体インキが塗布されていた。また、各色における蛍光体層に使用される蛍光体粒子については、表4に示すような組成、製造方法が各サンプルに使用されている。
【0128】
次に、比較サンプル10,11,12の青色蛍光体粒子には、従来から行われている焼結工程を用い、固相反応を行った蛍光体粒子をボールミルで粉砕した後、ふるいわけにより得られるものを用いた。赤色蛍光体には、サンプル9と同じ水熱合成方法で作製した粒径2.0μmの球状のY23:Euを使用し、膜厚は20μmとした。緑色蛍光体には、同じくサンプル9と同じ水熱合成方法で作製した粒子径2.2μmの不定形のBa1-xAl1219:Mnxを使用し、膜厚は20μmとした。青色蛍光体には、従来例の焼結法で作製したBa3MgSi28:Eu(サンプル10),BaMgAl1017:Eu(サンプル11),CaMgSi26:Eu(サンプル12)をH2−N2ガス中において1400℃、5時間焼成した後、粉砕しふるいわけによって、得られる粒子径はそれぞれ4.0μmとした。
【0129】
また、蛍光体層の形成に使用した蛍光体インキは、表4に示す各蛍光体粒子を使用して、蛍光体、樹脂、溶剤、分散剤を混合して作製した。
【0130】
このように作製されたサンプル1〜9および比較サンプル10,11,12について、評価実験1と同様に、背面パネル工程での蛍光体焼成(条件は520℃、空気中)での各蛍光体の輝度劣化率、パネル封着工程(温度450℃で加熱)での蛍光体の輝度劣化率、パネルの加速寿命時の輝度劣化率、アドレス放電時のアドレスミスの有無及び青色全面点燈時の輝度等を計測した。
【0131】
これらの輝度および輝度劣化変化率についての結果を表5に示す。なお、実験においては、各色蛍光体層に均等に放電を行っており、白表示したときの色温度の調整をするために赤、緑色のセルの輝度を抑えるという制御は行っていない。
【0132】
【表5】
Figure 0003988615
【0133】
表5に示すように、比較サンプル10,11,12においては、従来の青色の蛍光体焼成時(520℃)の、輝度劣化変化率がそれぞれ−3.6%、−5.6%、−4.6%、パネル封着工程(450℃)の輝度の劣化率がそれぞれ−12.5%、−21.8%、−14.5%で、放電維持パルス100時間印加後の輝度変化がそれぞれ−10.5%、−34.6%、−11.0%で、アドレス放電ミスあり、パネルの青色輝度がそれぞれ65,46,61cd/cm2の値を示した。
【0134】
一方、青色蛍光体にMe3(1-x)MgSi28:Eux構造の蛍光体を使用したサンプル1〜9については、青色全面点燈の輝度が軒並み83cd/cm2を超える値を示した。また、青色蛍光体焼成時(520℃)の輝度劣化変化率は、−0.2〜−1.8%、パネル封着工程時(450℃)の輝度変化率は−0.2〜−3.0%で、放電維持パルス100時間印加後の輝度変化率が、−0.2〜−0.5%で、アドレスミスもなかった。
【0135】
すなわち、本発明品は、比較サンプル10,11,12に比べ、パネル輝度、各種工程の輝度劣化及びアドレス放電ミスについても優れた特性を示す。
【0136】
これは、本発明による青色蛍光体粒子が、水溶液中合成法、水熱合成法、噴霧合成法、加水分解法を用いて合成した前駆体で作製したMe3(1-x)MgSi28:Eux(ただしMeは、Ca,Sr,Baの内のいずれか一種以上)の結晶構造を有する蛍光体であることにより、比較的小さな(0.1μm〜3.0μm)略球状の蛍光体粒子が合成されるので、粒子の粉砕が不要となり酸素欠陥の発生が抑制されるうえ、蛍光体層における蛍光体粒子の充填度が向上し、発光に寄与する蛍光体粒子の表面が増加したためと考えられる。特に、Ba単独よりもその一部または全部をCa,Srで置換したパネルの方が輝度や各種特性が向上する。
【0137】
つまり、この青色蛍光体粒子において酸素欠陥発生が抑制されることにより、酸素欠陥を起点とした結晶性の低下が進行しにくくなり、特に青色の色温度の劣化及び輝度劣化が抑制されるとともに、酸素欠陥に吸収される紫外線量が少なくなることから、発光中心の励起が行われやすくなるために従来に比べて輝度が向上すると考えられる。
【0138】
(評価実験4)
上記評価実験3の蛍光体について、同じく紫外線により励起されることにより発光する蛍光灯に用いた蛍光灯サンプルを作製した。評価実験2と同様に、公知の蛍光灯において、ガラス管内壁に形成される蛍光体層として、上記表4に示すサンプル4の条件下で作製した各色の蛍光体を混合したものを塗布することによって得られる蛍光体層を用い、蛍光灯サンプル12を作製した。比較例として、従来の固相反応で反応するサンプル11(表4)の条件下で作製した各色蛍光体を混合したものを塗布した比較蛍光灯サンプル13も同様に作製した。
【0139】
この評価実験4の蛍光灯サンプル12、および比較蛍光灯サンプル13に対して、100V,60Hzのパルス電圧を5000時間印加する前後における輝度を測定し、その輝度から輝度変化率(<〔印加後の輝度−印加前の輝度〕/印加前の輝度>×100)を算出した。その結果を表6に示す。
【0140】
【表6】
Figure 0003988615
【0141】
この表6の結果から、水溶液中で球状の前駆体を作製し、次にこれを用いて噴霧合成法、水熱合成法、加水分解法等で作製したMe3(1-x)MgSi28:Eux構造を有する青色蛍光体粒子を使用した蛍光灯サンプル12は、蛍光灯サンプル13と比較すると、輝度が約4%向上し、輝度変化率においては大幅に優れていることがわかる。
【0142】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、水溶液中合成法、水熱合成法、噴霧合成法で作製されたMe1-xMgSi26:Eux構造またはMe3(1-x)MgSi28:Eux構造(Meは、Ca,Sr,Baの内のいずれか一種以上)を有する青色蛍光体粒子で蛍光体層を構成することによって、蛍光体層の紫外線を吸収する効率の向上を図り、プラズマディスプレイ装置やランプなどの照明装置の輝度、寿命及び信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの前面ガラス基板を除いた状態を示す平面図
【図2】同じく画像表示領域の構造を示す斜視図
【図3】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイ装置のブロック図
【図4】同じくプラズマディスプレイパネルの画像表示領域の構造を示す断面図
【図5】本発明において蛍光体層を形成する際に用いるインキ塗布装置の概略構成図
【符号の説明】
100 PDP
101 前面ガラス基板
103 表示電極
104 表示スキャン電極
105 誘電体ガラス層
106 MgO保護層
107 アドレス電極
108 誘電体ガラス層
109 隔壁
110 蛍光体層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma display device used for image display such as a television.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, color display devices using plasma display panels (hereinafter referred to as “PDP”) in color display devices used for image display such as computers and televisions are color displays that can be large, thin, and lightweight. It is attracting attention as a device.
[0003]
The PDP performs full color display by additively mixing so-called three primary colors (red, green, and blue). In order to perform this full-color display, the PDP is provided with a phosphor layer that emits each of the three primary colors red (R), green (G), and blue (B), and the phosphor constituting the phosphor layer. The particles are excited by ultraviolet rays generated in the discharge cell of the PDP, and generate visible light of each color.
[0004]
As a compound used for the phosphors of the above colors, for example, (Y, Gd) BO emitting red lightThree: Eu3+, Y2OThree: Eu3+Zn that emits green light2SiOFour: Mn2+BaMgAl emitting blue lightTenO17: Eu2+Or CaMgSi2O6: Eu etc. are known. Each of these phosphors is produced by mixing a predetermined raw material and then performing a solid phase reaction by firing at a high temperature of 1000 ° C. or higher (see, for example, Non-Patent Document 1). Since the phosphor particles obtained by this firing are sintered by firing, they are crushed and sieved (red and green average particle size: 2 μm to 5 μm, blue average particle size: 3 μm to 10 μm). It has been used since then.
[0005]
[Non-Patent Document 1]
Phosphor Handbook P219, 225 Ohmsha
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, BaMgAl, which is a conventional phosphor, especially a blue phosphorTenO17: Eu has a problem in that the phosphor brightness decreases when heating in the phosphor layer forming step or when driving the panel. CaMgSi2O6: Blue phosphor with Eu-based crystal structure has a slight decrease in luminance when heated in the phosphor formation process or when the panel is driven, but the luminance is low in the synthesis method and crystal composition by the conventional solid-phase reaction method. In addition, there is a problem that the luminance is greatly deteriorated when the panel is driven. This is CaMgSi2O6: When the blue phosphor having the Eu crystal structure has a low melting point, sintering is more likely to proceed, and if particles of 8 μm or less are to be produced by the solid phase reaction method, it is necessary to pulverize them. CaMgSi2O6: The optimum firing temperature in the solid phase reaction of Eu crystal is around 1400 ° C. as a phosphor, but at this temperature, the grain growth is intense and the grain size becomes several tens of μm. Sintered CaMgSi2O6: When Eu is pulverized and the particle size is reduced to 3 μm or less, defects in the crystal increase and the luminance is greatly reduced. Therefore, an actual panel with high luminance and less luminance deterioration during operation is obtained. It is not done. In addition, the deterioration of the life characteristics of the panel is severe.
[0007]
In view of the above-described problems, the present invention aims to improve the luminance of a blue phosphor and reduce luminance deterioration.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve this object, in the present invention, in the plasma display device, the blue phosphor in the phosphor layer is synthesized by any one of an aqueous solution synthesis method, a spray synthesis method, a hydrothermal synthesis method, and a hydrolysis method. MeMgSi prepared using different precursors2O6: Eu or MeThreeMgSi2O8: Eu (where Me is one or more of Ca, Sr, and Ba), and has an average particle size of 0.1 μm to 3.0 μm. In hydrothermal synthesis,It is characterized in that the temperature is 100 ° C. to 300 ° C. and the pressure is 0.2 MPa to 10 MPa. In the synthesis method in an aqueous solution, a mixed solution preparation step of preparing a mixed solution by mixing a raw material and an aqueous medium, the mixed solution and a basic aqueous solution are applied to a vibrating container with ultrasonic waves, and oxygen or ozone is applied. A precursor forming step of forming a hydrate by mixing with bubbling, a step of drying the hydrate in air at 800 ° C. to 1450 ° C., and 1000 ° C. to 1400 ° C. in a reducing atmosphere. And a step of firing.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
That is, MeMgSi that emits visible light when excited by ultraviolet rays.2O6: Eu or MeThreeMgSi2O8: Eu-based blue phosphor (Me is one or more of Ca, Sr, and Ba), which is not a conventional solid-phase reaction method, but a part of Ca in an aqueous solution or gas phase MeMgSi with all replaced with Sr, Ba2O6: Eu, or Me in which Ba is partially or entirely replaced with Sr, Ca in aqueous solution or gas phaseThreeMgSi2O8: A precursor (in particular, a spherical precursor) of Eu (where Me is any one or more of Ca, Sr, and Ba) is prepared, and this is heat-treated to prepare a phosphor.
[0010]
That is, in the mixed solution preparation step of preparing a mixed solution by mixing the raw material and the aqueous medium, and in the step of preparing the mixed solution, oxygen (O2) Or ozone (OThree) To form a spherical hydrate (hydrate precursor) by mixing with a basic aqueous solution while bubbling), the hydrate (phosphor precursor) and water. A process in which phosphor is obtained by heat treatment (hydrothermal synthesis or firing in a reducing atmosphere) or a solution in which the hydrate and water are mixed is sprayed into a heated furnace to form a spherical shape. The method includes a step of obtaining a phosphor precursor, a step of annealing the obtained phosphor precursor, and a step of classifying the phosphor.
[0011]
Conventional CaMgSi used in PDP2O6: Eu or BaThreeMgSi2O8: Since Eu-based blue phosphor particles are produced by pulverization after solid-phase reaction, the surface of the phosphor particles is distorted by stress and many defects such as oxygen defects are generated. appear. This defect such as oxygen adsorbs water in the atmosphere in the panel manufacturing process, and this water and the phosphor react in the panel at the time of temperature rise when sealing the panel to lower the luminance of the phosphor. Moreover, this water reacts with MgO in the panel to cause an address discharge error. In addition, this defect absorbs ultraviolet light having a wavelength of 147 nm generated by discharge in the cell of the PDP and inhibits excitation of the emission center, resulting in a decrease in luminance.
[0012]
Therefore, the more the phosphor particles are pulverized, the more the absolute number of oxygen defects in the entire phosphor layer increases. Therefore, luminance deterioration and address discharge errors are likely to occur, and sufficiently high luminance cannot be obtained.
[0013]
The present invention is MeMgSi2O6: Eu or MeThreeMgSi2O8: Eu structure phosphor (wherein Me is one or more of Ca, Sr, and Ba), an aqueous solution synthesis method, a hydrothermal synthesis method, a spray method or a hydrolysis method in which spherical particles can be easily obtained. Even if heat treatment is performed to make this phosphor spherical precursor into a phosphor at a high temperature of 1000 ° C. to 1400 ° C., since the precursor is spherical, particles are difficult to stick together during sintering, A phosphor can be obtained while maintaining the spherical shape. Accordingly, since the phosphor is less pulverized, it is possible to obtain a blue phosphor with few defects and good luminance and lifetime characteristics. In addition, by replacing a part of Ca with Sr and Ba or a part of Ba with Sr and Ca, the luminance and life characteristics can be further improved.
[0014]
On the other hand, since the phosphor formed by the manufacturing method according to the present invention has a sufficiently small particle size, a uniform and narrow particle size distribution, and a good crystallinity, the phosphor particles that form the phosphor layer are filled. The density is improved over the conventional method, and the light emission area of the phosphor particles that substantially contribute to light emission increases. Moreover, there is little deterioration by discharge. Therefore, even if the discharge space is narrower than before, the brightness equal to or higher than that of the conventional PDP can be obtained. When this blue phosphor is used for the phosphor layer of the PDP, ultraviolet rays are absorbed in oxygen defects. In addition, the excitation of the luminescent center is likely to occur, the luminance is improved, and the phosphor has good crystallinity, so that oxygen defects are less likely to occur in the phosphor. It becomes difficult for the temperature to deteriorate.
[0015]
Here, as a specific manufacturing method of the blue phosphor, Ba (NOThree)2, Ca (NOThree)2, Sr (NOThree)2, SiO2(Colloidal silica) and ethyl silicate [Si (O · C2HFive)Four] And Eu (NOThree)2In the precursor synthesis step in an alkaline aqueous solution, while applying ultrasonic waves, O2Or OThreeAre mixed to produce a spherical phosphor precursor, which is then fired in air at 1000 ° C. to 1400 ° C. and then fired in a reducing atmosphere at 1000 ° C. to 1400 ° C. There is a synthesis method in an aqueous solution for producing a body.
[0016]
In addition, a spherical phosphor precursor is produced by spraying droplets of this solution in a furnace heated to 1000 ° C. to 1500 ° C. with an alkaline aqueous solution containing the phosphor raw material, and this is then subjected to 1000 ° C. in a reducing atmosphere. There is a spray synthesis method in which a spherical phosphor is produced by firing at ˜1400 ° C.
[0017]
Moreover, the alkaline solution containing the phosphor raw material is put in a high-pressure vessel and synthesized by applying a pressure of 0.2 MPa to 10 MPa at a temperature of 100 ° C. to 300 ° C., and then synthesized in a reducing atmosphere at 1000 ° C. to 1400 ° C. There is a hydrolytic synthesis method in which a phosphor is produced by heat treatment.
[0018]
Further, a phosphor spherical precursor using a hydrolysis reaction from a mixture of an organic compound (metal acetylacetone, metal alkoxide) containing an element of Ca, Sr, Ba, Si, Eu as a phosphor raw material with alcohol and water. Then, the precursor is heated at 1000 ° C. to 1400 ° C., and then calcined at 1000 ° C. to 1400 ° C. in a reducing atmosphere to produce a spherical phosphor.
[0019]
As a specific method for producing the green phosphor, for example, Zn (NOThree), Mn (NOThree)2, And colloidal silica (SiO2), And a spherical precursor is prepared from an aqueous solution of these raw materials in the same manner as in the synthesis of the blue phosphor. In the hydrothermal synthesis process using this, a temperature of 100 ° C. to 300 ° C., 0.2 MPa to 10 MPa is used. A hydrothermal synthesis reaction is performed in a state where pressure is applied, and then the obtained powder is heat-treated in air and then classified. As another method, Ba (NOThree)2, Mn (NOThree)2, And Al (NOThree)2In the hydrothermal synthesis step, the hydrothermal synthesis reaction may be performed in a state where a temperature of 100 ° C. to 300 ° C. and a pressure of 0.2 MPa to 10 MPa are applied.
[0020]
Moreover, as a specific manufacturing method of the red phosphor,2(NOThree)ThreeAnd Eu (NOThree)ThreeOr Y2(OH)ThreeAnd HThreeBOThree, Gd2(OH)ThreeAnd Eu2(OH)ThreeIn the hydrothermal synthesis step, a hydrothermal synthesis reaction is performed in a state where a temperature of 100 ° C. to 300 ° C. and a pressure of 0.2 MPa to 10 MPa is applied, and then the obtained powder is heat-treated in air, After that, classification is sufficient.
[0021]
Thus, phosphor particles produced using a spherical precursor rather than the conventional solid-phase reaction synthesis have a uniform particle size distribution in order to suppress fusion of the phosphor particles in the firing step.
[0022]
In the present invention, nitric acid compounds and hydroxide compounds are used as starting materials, but other compounds such as metal alkoxides M (O · R) are used.2And acetylacetone M (CFiveH7O)2However, it can also be produced using M (wherein M is a metal).
[0023]
As described above, in the plasma display device according to the present invention, a plurality of discharge cells of one color or a plurality of colors are arranged, and a phosphor layer of a color corresponding to each discharge cell is disposed. A PDP that emits light when excited, and a drive circuit that drives the PDP. The phosphor layer includes an aqueous solution synthesis method, a hydrothermal synthesis method, and a spray synthesis with a uniform particle size distribution. It is composed of phosphor particles prepared using precursors synthesized by the method, hydrolysis method, etc., and hydrothermal synthesis method, spray synthesis method, or hydrolysis method using spherical precursors Phosphor particles, especially blue phosphors, are formed in a spherical shape immediately after synthesis, have a small particle size of 0.05 μm to 3 μm, and have a good particle size distribution. Forming a layer The packing density of the phosphor particles is improved, and the light emitting area of the phosphor particles that substantially contributes to light emission is increased. Therefore, even if the discharge space of the PDP is 1/3 of the conventional one and the film thickness of the phosphor is 1/3 of the conventional one, the luminance of the PDP is improved and the luminance deterioration is suppressed and the PDP having excellent luminance characteristics is obtained. be able to. In particular, BaMgAl, which has been greatly deteriorated in luminance.TenO17: MeMgSi instead of blue phosphor with Eu structure2O6: Eu structure or MeThreeMgSi2O8: By using a blue phosphor having an Eu structure (Me is one or more of Ca, Ba and Sr), various deteriorations can be greatly improved.
[0024]
Here, the average particle size of the phosphor particles is preferably in the range of 0.1 μm to 3.0 μm, and the particle size distribution preferably has a maximum particle size of 8 μm or less and a minimum value of 1/4 or more of the average value. The region where the ultraviolet rays reach in the phosphor particles is as shallow as about several hundred nm from the particle surface, and only the surface emits light. If the particle size of such phosphor particles is 3.0 μm or less, it contributes to light emission. The surface area of the particles is increased and the luminous efficiency of the phosphor layer is kept high. On the other hand, when the thickness is 3.0 μm or more, the thickness of the phosphor is required to be 20 μm or more, and a sufficient discharge space cannot be ensured.
[0025]
Moreover, if the thickness of the phosphor layer is within a range of 8 to 25 times the average particle diameter of the phosphor particles, a sufficient discharge space can be secured while maintaining a high luminous efficiency of the phosphor layer. The brightness in the PDP can be increased. In particular, when the average particle size of the phosphor is 3 μm or less, the effect is large (Image Information Society of Japan IDY2000-317.PP32).
[0026]
Here, specific phosphor particles used for the blue phosphor layer in the PDP are Ca1-xMgSi2O6: Eux, Sr1-xMgSi2O6: Eux, Ba1-xMgSi2O6: Eux, (Ca, Sr)1-xMgSi2O6: EuxOr (Ca, Ba)1-xMgSi2O6: Eux, (Ca, Sr, Ba)1-xMgSi2O6: EuxThe compound represented by these can be used. Here, the value of X in the compound is preferably 0.03 ≦ X ≦ 0.20.
[0027]
Specific phosphor particles used for the red phosphor layer in the PDP include Y2xOThree: EuxOr (Y, Gd)1-xBOThree: EuxThe compound represented by these can be used. If the value of X in this red phosphor compound is 0.05 ≦ X ≦ 0.20, it is excellent in luminance and luminance deterioration, and is preferable.
[0028]
Specific phosphor particles used for the green phosphor layer in the PDP include Ba.1-xAl12O19: MnxOr Zn2-xSiOFour: MnxThe compound represented by these can be used. The value of X in this green phosphor compound is preferably 0.01 ≦ X ≦ 0.10 because it is excellent in luminance and luminance degradation.
[0029]
In addition, the method for producing a PDP according to the present invention includes a phosphor prepared on a first panel substrate using a precursor obtained by an aqueous synthesis method, a hydrothermal synthesis method, a spray synthesis method, a hydrolysis method, or the like. A disposing step of disposing a paste composed of particles and a binder; a firing step of burning out the binder contained in the paste disposed on the first panel; and the phosphor particles being disposed on the substrate by the firing step. A step of superimposing and sealing the first panel and the second panel provided, and thereby a PDP excellent in luminance and luminance degradation can be obtained.
[0030]
The fluorescent lamp to which the present invention is applied is a fluorescent lamp having a phosphor layer that emits visible light when excited by ultraviolet rays, and the phosphor layer is spherical and is synthesized in an aqueous solution, a hydrothermal synthesis method, It is characterized by including phosphor particles produced using precursors synthesized by spray synthesis method and hydrolysis method, and phosphor particles themselves have excellent light emission characteristics by being configured in this way. Thus, a fluorescent lamp excellent in luminance and luminance deterioration can be obtained.
[0031]
Hereinafter, an embodiment of a plasma display device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0032]
FIG. 1 is a schematic plan view of the PDP with the front glass substrate removed, and FIG. 2 is a perspective view showing a part of the image display area of the PDP in cross section. In FIG. 1, the number of display electrode groups, display scan electrode groups, address electrode groups, and the like are not illustrated in order to facilitate understanding.
[0033]
In FIG. 1, a PDP 100 has a front glass substrate 101 (not shown), a back glass substrate 102, N display electrodes 103, and N display scan electrodes 104 (when the Nth is shown, the numerals are given. ), A group of M address electrodes 107 (indicated by the number when the M-th is shown), an airtight seal layer 121, and the like, and an electrode matrix having a three-electrode structure is formed by the electrodes 103, 104, and 107. A cell is formed at the intersection of the display scan electrode 104 and the address electrode 107. Reference numeral 123 denotes an image display area.
[0034]
As shown in FIG. 2, the PDP 100 includes a front panel in which a display electrode 103, a display scan electrode 104, a dielectric glass layer 105, and an MgO protective layer 106 are disposed on one main surface of a front glass substrate 101; A front panel and a rear panel are arranged opposite to each other on one main surface of the glass substrate 102 with an address electrode 107, a dielectric glass layer 108, barrier ribs 109, and a rear panel on which R, G, and B phosphor layers 110 are disposed. A discharge gas is enclosed in a discharge space 122 formed between and a plasma display device is configured by connecting a drive circuit to the PDP.
[0035]
In this plasma display device, as shown in FIG. 3, a display driver circuit 153, a display scan driver circuit 154, and an address driver circuit 155 that constitute the drive circuit 150 are connected to the PDP 100, and the PDP 100 is lit under the control of the controller 152. By applying a voltage to the display scan electrode 104 and the address electrode 107 for the cell to be subjected to address discharge between them, a pulse voltage is applied between the display electrode 103 and the display scan electrode 104 to cause a sustain discharge. Do. Due to this sustain discharge, ultraviolet light is generated in the cell of the PDP, the phosphor layer excited by the ultraviolet light emits light, and the cell is turned on, and an image is displayed by a combination of lighting and non-lighting of each color cell.
[0036]
Next, a manufacturing method of the above-described PDP will be described with reference to FIGS.
[0037]
After the front panel is formed on the front glass substrate 101, first, each of the N display electrodes 103 and the display scan electrodes 104 (only two are displayed in FIG. 2) are alternately and parallelly formed in stripes. The dielectric glass layer 105 is covered with the dielectric glass layer 105, and the MgO protective layer 106 is formed on the surface of the dielectric glass layer 105.
[0038]
The display electrode 103 and the display scan electrode 104 are electrodes made of silver, and are formed by applying a silver paste for electrodes by screen printing and then baking.
[0039]
The dielectric glass layer 105 is formed by applying a paste containing a lead-based glass material by screen printing, and then baking it at a predetermined temperature for a predetermined time, for example, 560 ° C. for 20 minutes to obtain a predetermined layer thickness (about 20 μm). It forms so that it may become. Examples of the paste containing the lead-based glass material include PbO (70 wt%), B2OThree(15 wt%), SiO2(10 wt%), and Al2OThreeA mixture of (5 wt%) and an organic binder (10% ethyl cellulose dissolved in α-terpineol) is used. Here, the organic binder is obtained by dissolving a resin in an organic solvent. In addition to ethyl cellulose, an acrylic resin can be used as the resin, and butyl carbitol can be used as the organic solvent. Further, a dispersant such as glyceryl trioleate may be mixed in such an organic binder.
[0040]
The MgO protective layer 106 is made of magnesium oxide (MgO), and is formed to have a predetermined thickness (about 0.5 μm) by, for example, a sputtering method or a CVD method (chemical vapor deposition method).
[0041]
The rear panel is formed in such a manner that M address electrodes 107 are arranged on the rear glass substrate 102 by screen printing a silver paste for electrodes and then firing the paste. After that, a dielectric glass layer 108 is formed by applying a paste containing a lead-based glass material by a screen printing method, and a paste containing the lead-based glass material is repeatedly applied at a predetermined pitch by a screen printing method. The partition wall 109 is formed by firing. By the barrier ribs 109, the discharge space 122 is partitioned for each cell (unit light emitting region) in the line direction.
[0042]
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the PDP 100. As shown in FIG. 4, the gap dimension W of the partition wall 109 is defined to be about 130 μm to 240 μm according to the HD-TV having a constant value of 32 inches to 50 inches.
[0043]
And in the groove | channel between the partition 109, the red (R) obtained by the hydrothermal synthesis method, green (G), the hydrothermal synthesis method, the spray synthesis method, and the blue (B) obtained by the hydrolysis method Each phosphor particle is bound by applying a paste-like phosphor ink composed of each phosphor particle and an organic binder, and baking this at a temperature of 400 ° C. to 590 ° C. to burn off the organic binder. A phosphor layer 110 is formed. The thickness L in the stacking direction of the phosphor layer 110 on the address electrode 107 is preferably about 8 to 25 times the average particle diameter of each color phosphor particle. That is, in order to ensure the brightness (luminous efficiency) when a certain ultraviolet ray is irradiated to the phosphor layer, the phosphor layer needs to absorb the ultraviolet ray generated in the discharge space without transmitting it. It is desirable to maintain a thickness in which at least 8 layers, preferably about 20 layers, are laminated, and if the thickness is larger than that, the luminous efficiency of the phosphor layer is almost saturated and about 20 layers are laminated. This is because if the thickness exceeds the predetermined thickness, the discharge space 122 cannot be sufficiently secured. In addition, when non-spherical particles are used as long as the particle diameter is sufficiently small and nearly spherical, such as phosphor particles obtained by hydrothermal synthesis, spray synthesis, hydrolysis, etc. Even when the number of stacked layers is the same, the phosphor layer filling degree is increased and the total surface area of the phosphor particles is increased, so that the surface area of the phosphor particles contributing to the actual light emission in the phosphor layer is increased. Luminous efficiency increases. A method for synthesizing the phosphor layer 110 and phosphor particles used in the phosphor layer will be described later.
[0044]
The front panel and the back panel produced in this way are stacked so that each electrode of the front panel and the address electrode of the back panel are arranged to be orthogonal to each other, and the sealing glass is inserted around the periphery of the panel, It seals by baking this at about 450 degreeC for 10 to 20 minutes, and forming the airtight seal layer 121, for example. Then, once the inside of the discharge space 122 is high vacuum, for example, 1.1 × 10-FourAfter evacuating to Pa, the PDP 100 is manufactured by enclosing a discharge gas, for example, a He—Xe-based or Ne—Xe-based inert gas at a predetermined pressure.
[0045]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an ink coating apparatus used when the phosphor layer 110 is formed. As shown in FIG. 5, the ink coating apparatus 200 includes a server 210, a pressure pump 220, a header 230, and the like, and the phosphor ink supplied from the server 210 that stores the phosphor ink is sent from the header 230 by the pressure pump 220. Is supplied under pressure. The header 230 is provided with an ink chamber 230 a and a nozzle 240, and the phosphor ink pressurized and supplied to the ink chamber 230 a is continuously discharged from the nozzle 240. The diameter D of the nozzle 240 is desirably 30 μm or more for preventing clogging of the nozzle, and preferably not more than the interval W (about 130 μm to 200 μm) between the partition walls 109 for preventing protrusion from the partition wall during coating. It is set to 30 μm to 130 μm.
[0046]
The header 230 is configured to be linearly driven by a header scanning mechanism (not shown). By scanning the header 230 and continuously ejecting the phosphor ink 250 from the nozzle 240, the header 230 is placed on the rear glass substrate 102. The phosphor ink is uniformly applied to the grooves between the barrier ribs 109. Here, the viscosity of the phosphor ink used is maintained in the range of 1500 CP to 30000 CP at 25 ° C.
[0047]
The server 210 is provided with a stirring device (not shown), and the stirring prevents the precipitation of particles in the phosphor ink. The header 230 is integrally formed including the ink chamber 230a and the nozzle 240, and is manufactured by machine processing and electric discharge processing of a metal material.
[0048]
Further, the method for forming the phosphor layer is not limited to the above method, and various methods such as a photolithography method, a screen printing method, and a method of disposing a film in which phosphor particles are mixed may be used. Can be used.
[0049]
The phosphor ink is prepared by mixing phosphor particles of various colors, a binder, and a solvent so as to be 1500 to 30000 centipoise (CP). If necessary, a surfactant, silica, a dispersant ( 0.1 wt% to 5 wt%) or the like may be added.
[0050]
As the red phosphor to be prepared in this phosphor ink, (Y, Gd)1-xBOThree: EuxOr Y2-xOThree: EuxThe compound represented by these is used. These are compounds in which part of the Y element constituting the base material is substituted with Eu. Here, the substitution amount X of the Eu element with respect to the Y element is preferably in the range of 0.05 ≦ X ≦ 0.20. If the substitution amount is larger than this, the luminance is increased, but the luminance is significantly deteriorated. On the other hand, when the amount is less than this substitution amount, the composition ratio of Eu, which is the emission center, is lowered, the luminance is lowered, and the phosphor cannot be used.
[0051]
As the green phosphor, Ba1-xAl12O19: MnxOr Zn2-xSiOFour: MnxThe compound represented by these is used. Ba1-xAl12O19: MnxIs a compound in which a part of the Ba element constituting the base material is substituted with Mn, and Zn2-xSiOFour: MnxIs a compound in which a part of Zn element constituting the base material is substituted with Mn. Here, the substitution amount X of Mn element with respect to Ba element and Zn element is preferably in the range of 0.01 ≦ X ≦ 0.10 for the same reason as described for the red phosphor.
[0052]
As the blue phosphor, Me1-xMgSi2O6: EuxOr Me3 (1-x)MgSi2O8: EuxA compound represented by (Me is any one or more of Ca, Sr, and Ba) is used. These phosphors are compounds in which a part of the Me (Ca, Sr, Ba) element constituting the host material is substituted with Eu. Here, the substitution amount X of the Eu element with respect to the Me element is preferably in the range of 0.03 ≦ X ≦ 0.2 for the blue phosphor for the same reason as described above.
[0053]
For each of these color phosphors, phosphors (not subjected to a pulverization step) prepared using precursors obtained by an aqueous solution synthesis method, a hydrothermal synthesis method, a spray synthesis method, or a hydrolysis method are used. A method for synthesizing this phosphor will be described later.
[0054]
Ethyl cellulose or acrylic resin can be used as the binder to be prepared for the phosphor ink (mixed with 0.1 wt% to 10 wt% of the ink), and α-terpineol or butyl carbitol can be used as the solvent. A polymer such as PMA or PVA can be used as the binder, and water of an organic solvent such as diethylene glycol or methyl ether can be used as the solvent.
[0055]
In the present embodiment, a phosphor precursor is synthesized in an aqueous solution on the phosphor particles, and a product produced by hydrothermal synthesis, spray synthesis, or hydrolysis using the phosphor is used. It is manufactured as follows. The synthesis method is a synthesis method and a crystal growth method for obtaining phosphor particles having a nearly spherical shape.
[0056]
(1) Blue phosphor
Ca1-xMgSi2O6: EuxWill be described.
[0057]
First, in the mixed liquid preparation step, barium nitrate Ca (NO which is a raw material)Three)2, Magnesium nitrate Mg (NOThree)Three, Silicon oxide SiO2(Colloidal silica), Europium nitrate Eu (NOThree)2Are mixed so that the molar ratio is 1-X: 1: 2: X (0.03 ≦ X ≦ 0.20), and this is dissolved in an aqueous medium to prepare a mixed solution. In this aqueous medium, ion-exchanged water and pure water are preferable in that they do not contain impurities, but they can be used even if they contain a non-aqueous solvent (such as methanol or ethanol).
[0058]
Next, an alkaline (basic) solution (for example, potassium hydroxide) is added to the hydrated mixed solution to form a spherical hydrate (precursor), which has corrosion resistance and heat resistance such as gold or platinum. For example, using a device that can be heated while being pressurized, such as an autoclave, in a container made of an object, in a high-pressure container under a predetermined temperature (100 ° C. to 300 ° C.) and a predetermined pressure (0.2 MPa to 10 MPa) In the case of blue, aluminum or graphite powder is added as a reducing agent and hydrothermal synthesis (12 to 20 hours) is performed to produce a spherical precursor.
[0059]
Here, the hydration mixture is sprayed into a furnace heated to 1000 ° C. to 1500 ° C. while applying ultrasonic waves directly from a pressure nozzle without using an autoclave, thereby producing a spherical precursor. The method may be used.
[0060]
Next, these precursor powders are fired in a reducing atmosphere (for example, an atmosphere containing 5% hydrogen and 95% nitrogen) at a predetermined temperature for a predetermined time, for example, 800 ° C. to 1400 ° C. for 2 hours, By classifying this, the desired blue phosphor Ca1-xMgSi2O6: EuxCan be obtained.
[0061]
The phosphor particles obtained by hydrothermal synthesis or spray synthesis have a substantially spherical shape and an average particle size of 0.05 μm to 3 μm compared to those prepared from a conventional solid phase reaction. As small as about 0.0 μm is formed. The term “spherical” used herein is defined so that the axial diameter ratio (short axis diameter / major axis diameter) of most fluorescent particles is, for example, 0.9 or more and 1.0 or less. However, not all of the phosphor particles need be within this range.
[0062]
Next, (Sr, Ca)1-xMgSi2O6: EuxWill be described.
[0063]
This phosphor is composed of the Ca described above.1-xMgSi2O6: EuxAnd the raw material is only a part of Ca replaced with Sr (Sr / Ca ratio of 0.1 / 1/0 to 1). Hereinafter, the raw materials used will be described.
[0064]
As raw material, strontium nitrate Sr (NOThree)2, Magnesium nitrate Mg (NOThree)Three, Silicon oxide SiO2(Colloidal silica), Europium nitrate Eu (NOThree)2Is mixed with water so that the molar ratio is 1-X: 1: 2: X (0.03 ≦ X ≦ 0.20), then this and the basic (alkaline) solution are placed in a container, While applying sound waves to the container, O2Or OThreeWere mixed while bubbling to produce a spherical hydrate (precursor hydrate), and then the hydrate was calcined in air at 800 ° C. to 1450 ° C. and then in a reducing atmosphere at 1000 ° C. to It is produced by a synthesis method in an aqueous solution that is baked at 1400 ° C., and then classified to obtain a blue phosphor.
[0065]
Next, (Ca, Ba)1-xMgSi2O6: EuxOther manufacturing methods will be described.
[0066]
As raw material, calcium alkoxide Ca (O ・ R)2, Barium alkoxide Ba (O ・ R)2, [(Ca / Ba ratio) 0/1 / 0.1-1], silicon alkoxide Si (O · R)Four, Europium alkoxide Eu (OR)Three, Where R is an alkyl group, the molar ratio is 1-X: 1: 2: X (0.03<X<0.2), and the spherical precursor hydrolyzed by adding water or alcohol was calcined at 1000 ° C. to 1400 ° C., and then this was reduced in a reducing atmosphere, for example, 5% hydrogen, A blue phosphor can also be obtained by a hydrolysis method in which nitrogen is baked in a 95% atmosphere at a predetermined temperature (1000 ° C. to 1400 ° C. for 2 hours) and then classified by an air classifier.
[0067]
Next, Ba3 (1-x)MgSi2O8: EuxWill be described.
[0068]
First, barium nitrate Ba (NO, which is a raw material in the mixed liquid preparation step)Three)2, Magnesium nitrate Mg (NOThree)Three, Silicon oxide SiO2(Colloidal silica), Europium nitrate Eu (NOThree)2Are mixed so that the molar ratio is 3 (1-X): 1: 2: X (0.003 ≦ X ≦ 0.20), and this is dissolved in an aqueous medium to prepare a mixed solution. In this aqueous medium, ion-exchanged water and pure water are preferable in that they do not contain impurities, but they can be used even if they contain a non-aqueous solvent (such as methanol or ethanol).
[0069]
Next, an alkaline (basic) solution (for example, potassium hydroxide) is added to the hydrated mixture to form a spherical hydrate (precursor), which has corrosion resistance and heat resistance such as gold or platinum. For example, using a device that can be heated while being pressurized, such as an autoclave, the container is made of blue under a predetermined temperature (100 ° C. to 300 ° C.) and a predetermined pressure (0.2 MPa to 10 MPa) in a high pressure vessel. In this case, aluminum or graphite powder is added as a reducing agent, and hydrothermal synthesis (12 to 20 hours) is performed to produce a spherical precursor.
[0070]
Here, the hydration mixture is sprayed into a furnace heated to 1000 ° C. to 1500 ° C. while applying ultrasonic waves directly from a pressure nozzle without using an autoclave, thereby producing a spherical precursor. The method may be used.
[0071]
Next, these precursor powders are fired in a reducing atmosphere (for example, an atmosphere containing 5% hydrogen and 95% nitrogen) at a predetermined temperature for a predetermined time, for example, 800 ° C. to 1400 ° C. for 2 hours, By classifying this, the desired blue phosphor Ba3 (1-x)MgSi2OThree: Eu can be obtained.
[0072]
The phosphor particles obtained by hydrothermal synthesis or spray synthesis have a substantially spherical shape and an average particle size of 0.05 μm to 3 μm compared to those prepared from a conventional solid phase reaction. As small as about 0.0 μm is formed. The term “spherical” used herein is defined so that the axial diameter ratio (short axis diameter / major axis diameter) of most fluorescent particles is, for example, 0.9 or more and 1.0 or less. However, not all of the phosphor particles need be within this range.
[0073]
Next, (Ba, Sr)3 (1-x)MgSi2O8: EuxWill be described.
[0074]
This phosphor is the Ba described above.3 (1-x)MgSi2O8: EuxAnd the raw material is only a part of Ba replaced with Sr (Ba / Sr ratio of 0.1 / 1/0 to 1). Hereinafter, the raw materials used will be described.
[0075]
As raw material, strontium nitrate Sr (NOThree)2, Barium nitrate Ba (NOThree)2, Magnesium nitrate Mg (NOThree)Three, Silicon oxide SiO2(Colloidal silica), Europium nitrate Eu (NOThree)2Is mixed with water so that the molar ratio is 3 (1-X): 1: 2: X (0.003 ≦ X ≦ 0.20), and then this is put into a container with a basic (alkaline) solution. While applying ultrasonic waves to the container,2Or OThreeWere mixed while bubbling to produce a spherical hydrate (precursor hydrate), and then the hydrate was calcined in air at 800 ° C. to 1450 ° C. and then in a reducing atmosphere at 1000 ° C. to It is produced by a synthesis method in an aqueous solution that is baked at 1400 ° C., and then classified to obtain a blue phosphor.
[0076]
Next, (Ca, Ba)3 (1-x)MgSi2O8: EuxOther manufacturing methods will be described.
[0077]
As raw material, calcium alkoxide Ca (O ・ R)2, Barium alkoxide Ba (O ・ R)2, [(Ca / Ba ratio) 0/1 / 0.1-1], silicon alkoxide Si (O · R)Four, Europium alkoxide Eu (OR)Three, Where R is an alkyl group, the molar ratio is 3 (1-X): 1: 2: X (0.003<X<0.2), and the spherical precursor hydrolyzed by adding water or alcohol was calcined at 1000 ° C. to 1400 ° C., and then this was reduced in a reducing atmosphere, for example, 5% hydrogen, A blue phosphor can also be obtained by a hydrolysis method in which nitrogen is baked in a 95% atmosphere at a predetermined temperature (1000 ° C. to 1400 ° C. for 2 hours) and then classified by an air classifier.
[0078]
(2) Green phosphor
Zn2 (1-x)SiOFour: MnxWill be described.
[0079]
First, in the mixed liquid preparation step, zinc nitrate Zn (NO, which is a raw material)Three), Colloidal silica SiO2, Manganese nitrate Mn (NOThree)2In a molar ratio of 2-X: 1: X (0.01 ≦ X ≦ 0.10) and dissolved in ion-exchanged water to prepare a mixed solution. Next, in the hydration step, a basic aqueous solution (for example, an aqueous ammonia solution) is added to this mixed solution to prepare a hydrate.
[0080]
Thereafter, in the hydrothermal synthesis step, the hydrate and ion-exchanged water are placed in a capsule made of corrosion-resistant or heat-resistant material such as platinum or gold, and are used at a predetermined temperature in a high-pressure vessel using an autoclave, for example. Hydrothermal synthesis is performed for a predetermined time, for example, 2 to 10 hours, under pressure, for example, a temperature of 100 ° C. to 300 ° C. and a pressure of 0.2 MPa to 10 MPa. Then, by drying the particles subjected to hydrothermal synthesis, desired Zn2-xSiOFour: MnxIs obtained. The phosphor particles obtained by this hydrothermal synthesis step have a particle size of about 0.1 μm to 2.0 μm and a spherical shape. Next, this powder is annealed in air at 800 ° C. to 1100 ° C. to obtain a green phosphor powder.
[0081]
Next, Ba1-xAl12O19: MnxWill be described.
[0082]
First, in the mixed liquid preparation process, the raw material, barium nitrate Ba (NOThree)2, Aluminum nitrate Al (NOThree)2, Manganese nitrate Mn (NOThree)2Are mixed so that the molar ratio is 1-X: 12: X (0.01 ≦ X ≦ 0.10), and this is dissolved in ion-exchanged water to prepare a mixed solution.
[0083]
Next, in the hydration step, a basic aqueous solution, for example, an aqueous ammonia solution is dropped into this mixed solution to form a hydrate. Thereafter, in the hydrothermal synthesis step, the hydrate and ion-exchanged water are placed in a capsule made of a material having corrosion resistance and heat resistance, such as platinum or gold, and predetermined at a predetermined temperature in a high-pressure vessel using an autoclave, for example. Hydrothermal synthesis is performed for a predetermined time, for example, 2 to 20 hours, under pressure, for example, a temperature of 100 ° C. to 300 ° C. and a pressure of 0.2 MPa to 10 MPa.
[0084]
Then, by drying, the desired Ba1-xAl12O19: MnxIs obtained. By this hydrothermal synthesis step, the phosphor obtained has a particle size of about 0.1 μm to 2.0 μm and a spherical shape. Next, this powder is annealed in air at 800 ° C. to 1100 ° C. and then classified to obtain a green phosphor.
[0085]
(3) Red phosphor
(Y, Gd)1-xBOThree: EuxWill be described.
[0086]
Yttrium hydroxide Y, which is a raw material in the mixed liquid preparation process2(OH)ThreeAnd gadolinium hydroxide Gd2(OH)ThreeAnd boric acid HThreeBOThreeAnd europium hydroxide Eu2(OH)ThreeAre mixed in ion-exchanged water so that the molar ratio is 1-X: 2: X (0.05 ≦ X ≦ 0.20) (the ratio of Y and Gd is 65:35). Make it. Next, in the hydration step, a basic aqueous solution (for example, an aqueous ammonia solution) is added to the mixed solution to form a hydrate.
[0087]
Thereafter, in the hydrothermal synthesis process, the hydrate and ion-exchanged water are placed in a container having corrosion resistance and heat resistance such as platinum or gold, and for example at a predetermined temperature in a high pressure container using an autoclave for a predetermined time. For example, hydrothermal synthesis is performed for a predetermined time, for example, 3 to 12 hours, under conditions of a temperature of 100 ° C. to 300 ° C. and a pressure of 0.2 MPa to 10 MPa. By this hydrothermal synthesis step, the phosphor obtained has a particle size of about 0.1 μm to 2.0 μm and a spherical shape. Next, this is heat-treated in the air at 800 ° C. to 1200 ° C. for 2 hours and then classified to obtain a red phosphor.
[0088]
Next, Y2-xOThree: EuxWill be described.
[0089]
Yttrium nitrate Y, which is a raw material in the mixed liquid preparation process2(NOThree)2And europium nitrate Eu (NOThree)2Are mixed in ion-exchanged water so as to have a molar ratio of 2-X: X (0.05 ≦ X ≦ 0.30) to prepare a mixed solution. Next, in the hydration step, a basic aqueous solution (for example, an aqueous ammonia solution) is added to this aqueous solution to form a hydrate.
[0090]
Thereafter, in the hydrothermal synthesis step, the hydrate and ion-exchanged water are placed in a container having corrosion resistance and heat resistance such as platinum or gold, and the temperature is set to 100 ° C. to 300 ° C. in a high pressure container using, for example, an autoclave. Hydrothermal synthesis is performed for 3 to 12 hours under the conditions of ° C and pressure of 0.2 MPa to 10 MPa. Thereafter, the obtained compound is dried to obtain the desired Y2-xOThree: EuxIs obtained.
[0091]
Next, this phosphor is annealed in air at 800 ° C. to 1200 ° C. for 2 hours and then classified to obtain a red phosphor. The phosphor obtained by this hydrothermal synthesis step has a particle size of about 0.1 μm to 2.0 μm and a spherical shape. The particle size and shape are suitable for forming a phosphor layer having excellent light emission characteristics.
[0092]
Each of the above phosphor particles is produced by a hydrothermal synthesis method, a spray synthesis method, and a hydrolysis method using a spherical precursor synthesized in an aqueous solution. It is formed into small particles (average particle size is about 0.1 μm to 2.0 μm). Therefore, oxygen defects are not formed on the surface of the phosphor particles obtained by these synthesis methods, and the luminance and luminance degradation of the phosphor are remarkably improved. In addition, the region where the ultraviolet rays reach in the phosphor particles is as shallow as about several hundred nm from the particle surface, and only the surface emits light. If the particle size of such phosphor particles is 2.0 μm or less, it contributes to light emission. Since the surface area of the particles to be increased increases, the luminance is kept high when the phosphor layer is formed.
[0093]
In addition, the phosphor particles produced by the synthesis of these particles grow in a spherical shape, so that defects such as oxygen defects are reduced. For this reason, ultraviolet rays absorbed by oxygen vacancies are reduced, and excitation of the emission center is likely to occur. In addition, since the phosphor has a spherical shape, the particles are less likely to stick to each other even when fired at a high temperature. Therefore, the phosphor particles can be easily pulverized, have few defects, increase in luminance, and suppress luminance degradation derived from oxygen defects. In addition, since the phosphor of the present invention has a particle size of up to submicron order, coating unevenness when the phosphor is applied is reduced, and the degree of filling of the phosphor in the phosphor layer is improved. The brightness of the PDP is also higher than before.
[0094]
Note that phosphor particles obtained by hydrothermal synthesis of all the phosphor layers were used for the R and G phosphor layers of the PDP described above. However, water can also be produced by an aqueous synthesis method or a spray synthesis method. It is possible to produce R and G phosphor layers substantially equivalent to the thermal synthesis method.
[0095]
Of the three colors R, G, B, especially the conventional CaMgSi2O6: The blue phosphor having the Eu structure had lower luminance than the other phosphors, and the luminance was greatly deteriorated by discharge. Therefore, the color temperature of white when the three colors emitted simultaneously tended to decrease. For this reason, in the PDP, the color temperature of white display is improved by reducing the luminance of cells of phosphors other than blue (red, green) in terms of circuit, but the MeMgSi manufactured according to the present invention.2O6: Eu or MeThreeMgSi2O8: If a blue phosphor having a crystal structure of Eu (Me is one or more of Ca, Sr, and Ba) is used, the luminance of blue cells is increased and the luminance of cells of other colors is intentionally decreased. Is no longer necessary. Therefore, it is not necessary to intentionally lower the brightness of all the color cells, and the brightness of all the color cells can be fully used. Therefore, while maintaining a high color temperature for white display, Brightness can be increased. The blue phosphor according to the present invention can also be applied to fluorescent lamps that are excited and emitted by the same ultraviolet rays. In that case, the conventional blue phosphor portion applied to the inner wall of the fluorescent tube may be replaced with a phosphor portion made of a blue phosphor obtained by an aqueous synthesis method, a hydrothermal synthesis method or a spray synthesis method. . As described above, when the phosphor according to the present invention is applied to a fluorescent lamp, it is possible to obtain a lamp that is superior in luminance and luminance degradation than a conventional fluorescent lamp.
[0096]
(Evaluation Experiment 1)
Hereinafter, in order to evaluate the performance of the plasma display device of the present invention, a sample based on the above embodiment is manufactured, a performance evaluation experiment is performed on the sample, and the experimental result is examined.
[0097]
The produced plasma display device has a size of 42 inches (HD-TV specification with a rib pitch of 150 μm), the thickness of the dielectric glass layer is 20 μm, the thickness of the MgO protective layer is 0.5 μm, and between the display electrode and the display scan electrode The PDP was produced so that the distance of 0.08 mm. The discharge gas sealed in the discharge space is a gas in which 5% xenon gas is mixed mainly with neon, and is sealed at a predetermined discharge gas pressure, for example, 73 kPa.
[0098]
For each phosphor particle used in the PDPs of Samples 1 to 9, spherical precursors prepared in an aqueous solution, a spherical precursor prepared by an aqueous solution synthesis method, a hydrothermal synthesis method, a spray synthesis method, and a hydrolysis method are used. Each phosphor was prepared using the precursors. The respective synthesis conditions are shown in Table 1.
[0099]
[Table 1]
Figure 0003988615
[0100]
Samples 1-4 are red phosphor (Y, Gd)1-xBOThree: Eux, Green phosphor (Zn2-xSiOFour: Mnx), Blue phosphor [Me1-xMgSi2O6: Eux(Me is a combination of Ca, Sr, and Ba)], and a method for producing a phosphor and a substitution ratio of Eu and Mn serving as emission centers, that is, a substitution ratio of Eu with respect to Y and Me elements, Table 1 shows the combinations of Mn substitution ratios and Me with respect to Zn elements.
[0101]
Samples 5 to 9 are red phosphors (Y2-xOThree: Eux), Green phosphor (Ba1-xAl12O19: Mnx), Blue phosphor [Me1-xMgSi2O6: Eux(Me is a combination of Ca, Sr, and Ba)], and each phosphor was produced by a hydrothermal synthesis method, a spray synthesis method, and a hydrolysis method in the same manner as described above. Further, the substitution ratio of the light emission center and the combination of Me are changed as shown in Table 1. In addition, the phosphor ink used for forming the phosphor layer is prepared by mixing phosphor, resin, solvent, and dispersant in the mixing ratio as shown in the above example using each phosphor particle shown in Table 1. Produced.
[0102]
Further, samples 10 and 11 are comparative examples, and the red phosphors are (Y, Gd).1-xBOThree: Eu2, Green phosphor (Zn2SiOFour: Mnx) By hydrothermal synthesis, and the blue phosphor is CaMgSi2O6: Eu (sample 10) and BaMgAlTenO17: A combination using Eu (sample 11) prepared by a solid-phase reaction method, and a phosphor layer prepared under the same conditions as in samples 1 to 9 above.
[0103]
As a result of measuring about the viscosity (25 degreeC) of the phosphor ink at that time, as for all, the viscosity is kept in the range of 1500CP-30000CP. When the formed phosphor layer was observed, the phosphor ink was uniformly applied to the partition wall surface. Moreover, about the fluorescent substance particle used for the fluorescent substance layer in each color, a composition and a manufacturing method as shown in Table 1 are used for each sample.
[0104]
Next, the blue phosphor particles of Comparative Samples 10 and 11 are obtained by sieving after phosphor particles subjected to solid phase reaction are pulverized with a ball mill using a conventional sintering process. Was used. For the red phosphor, a spherical Y having a particle diameter of 2.0 μm prepared by the same hydrothermal synthesis method as Sample 9 was used.2OThree: Eu (see Table 3) was used, and the film thickness was 20 μm. For the green phosphor, an amorphous Ba having a particle diameter of 2.2 μm, which was also produced by the same hydrothermal synthesis method as Sample 9, was used.1-xAl12O19: MnxThe film thickness was 20 μm. For the blue phosphor, CaMgSi produced by the conventional sintering method2O6: Eu to H2-N2After calcination in gas at 1400 ° C. for 5 hours, the particle diameter obtained was 4.0 μm by grinding and sieving.
[0105]
The phosphor ink used for forming the phosphor layer was prepared by mixing phosphor, resin, solvent and dispersant using each phosphor particle shown in Table 1.
[0106]
With respect to Samples 1 to 9 and Comparative Samples 10 and 11 manufactured in this way, in the process of manufacturing PDP, the luminance deterioration of each phosphor in the phosphor firing in the back panel process (conditions are 520 ° C. and in the air) Rate, luminance degradation rate of the phosphor in the panel sealing process (heating at 450 ° C), luminance degradation rate during accelerated panel life, presence / absence of address miss during address discharge, and luminance when blue all over Measured.
[0107]
The brightness of the PDP was measured in a state where a discharge sustain pulse having a voltage of 150 V and a frequency of 30 kHz was applied to the panel.
[0108]
The rate of change in luminance deterioration is measured by measuring the panel luminance before and after applying a discharge sustain pulse having a voltage of 200 V and a frequency of 100 kHz to the PDP for 100 hours, and from that, the rate of change in luminance deterioration (<[after application] Brightness-luminance before application] / luminance before application> x 100).
[0109]
Further, an address miss at the time of address discharge is determined by checking whether there is flicker by looking at the image, and if there is even one place, it is determined. Regarding the luminance distribution of the panel, the luminance at the time of white display was measured with a luminance meter to show the distribution of the entire surface.
[0110]
Table 2 shows the results of the luminance and the luminance deterioration change rate. In the experiment, the respective color phosphor layers are discharged uniformly, and control for suppressing the luminance of the red and green cells is not performed in order to adjust the color temperature when displaying white.
[0111]
[Table 2]
Figure 0003988615
[0112]
As shown in Table 2, in Comparative Samples 10 and 11, the luminance deterioration change rates during the conventional blue phosphor firing (520 ° C.) were −4.6% and −5.6%, respectively, and panel sealing The luminance deterioration rate in the process (450 ° C.) is −14.5% and −21.8%, respectively, and the luminance change after applying the sustaining pulse for 100 hours is −11.0% and −34.6%, respectively. There is an address discharge error, and the blue luminance of the panel is 61, 46 cd / cm, respectively.2The value of was shown.
[0113]
On the other hand, the blue phosphor Me1-xMgSi2O6: EuxFor samples 1 to 9 using a phosphor having a structure, the brightness of the blue all-over spot light is 80 cd / cm across the board.2A value exceeding. Further, the luminance deterioration change rate during phosphor firing (520 ° C.) is −0.2 to −2.8%, and the luminance change rate during panel sealing step (450 ° C.) is −0.3 to −5. At 0%, the luminance change rate after applying the sustaining pulse for 100 hours was -0.2 to -0.9%, and there was no address miss.
[0114]
That is, the product of the present invention exhibits superior characteristics with respect to panel luminance, luminance deterioration in various processes, and address discharge errors, as compared with Comparative Samples 10 and 11.
[0115]
This is because the blue phosphor particles according to the present invention are prepared by using a synthesis method in an aqueous solution, a hydrothermal synthesis method, a spray synthesis method, or a hydrolysis method.1-xMgSi2O6: EuxA phosphor having a crystal structure (where Me is one or more of Ca, Sr, and Ba) can synthesize relatively small (0.1 μm to 3.0 μm) substantially spherical phosphor particles. Therefore, it is considered that the pulverization of the particles is not required and the generation of oxygen defects is suppressed, and the filling degree of the phosphor particles in the phosphor layer is improved, and the surface of the phosphor particles contributing to light emission is increased. In particular, a panel in which part or all of Ca is replaced with Ca and Ba is improved in luminance and various characteristics as compared with Ca alone.
[0116]
In other words, by suppressing the occurrence of oxygen defects in the blue phosphor particles, it becomes difficult for the crystallinity to decrease starting from the oxygen defects, and particularly the blue color temperature deterioration and luminance deterioration are suppressed, Since the amount of ultraviolet rays absorbed by oxygen vacancies is reduced, it is considered that the luminance is improved as compared with the conventional case because the emission center is easily excited.
[0117]
(Evaluation Experiment 2)
In the evaluation experiment 1, the phosphor according to the present invention was used for the PDP. Similarly, a fluorescent lamp sample using the phosphor according to the present invention was manufactured as a fluorescent lamp that emits light when excited by ultraviolet rays.
[0118]
In a known fluorescent lamp, as a phosphor layer formed on the inner wall of a glass tube, a phosphor layer obtained by applying a mixture of phosphors of each color produced under the conditions of sample 4 shown in Table 1 above is used. Using, a fluorescent lamp sample 12 was produced. As a comparative example, a comparative fluorescent lamp sample 13 coated with a mixture of phosphors of various colors prepared under the conditions of sample 11 (Table 1) that reacts by a conventional solid-phase reaction was similarly prepared.
[0119]
The luminance before and after applying a pulse voltage of 100 V, 60 Hz for 5000 hours was measured for the fluorescent lamp sample 12 and the comparative fluorescent lamp sample 13 of this evaluation experiment 2, and the luminance change rate (<[post-applied Luminance-luminance before application] / luminance before application> x 100). The results are shown in Table 3.
[0120]
[Table 3]
Figure 0003988615
[0121]
From the results shown in Table 3, a spherical precursor was prepared in an aqueous solution, and then Me was prepared by spray synthesis, hydrothermal synthesis, hydrolysis, and the like using the precursor.1-xMgSi2O6: EuxCompared with the fluorescent lamp sample 13, the fluorescent lamp sample 12 using the blue phosphor particles having the structure is improved in luminance by about 4%, and the luminance change rate is greatly improved.
[0122]
(Evaluation Experiment 3)
Next, Me3 (1-x)MgSi2O8: EuxIn order to evaluate the performance of the plasma display device using the phosphor having the structure, similarly to the above-described evaluation experiment 1, a sample is produced, and the results of an experiment in which the performance evaluation experiment was performed on the sample are shown in Table 4.
[0123]
[Table 4]
Figure 0003988615
[0124]
Samples 1-4 are red phosphor (Y, Gd)1-xBOThree: Eux, Green phosphor (Zn2-xSiOFour: Mnx), Blue phosphor [Me3 (1-x)MgSi2O8: Eux(Me is a combination of Ca, Sr, and Ba)], and a method for producing a phosphor and a substitution ratio of Eu and Mn serving as emission centers, that is, a substitution ratio of Eu with respect to Y and Me elements, Table 4 shows combinations of Mn substitution ratios with respect to Zn elements and combinations of Me.
[0125]
Samples 5 to 9 are red phosphors (Y2-xOThree: Eux), Green phosphor (Ba1-xAl12O19: Mnx), Blue phosphor [[Me3 (1-x)MgSi2O8: Eux(Me is a combination of Ca, Sr, and Ba)], and similarly to the above, fluorescence produced using a precursor synthesized by a hydrothermal synthesis method, a spray synthesis method, and a hydrolysis method. Is the body. In addition, the substitution ratio of the emission center and the combination of Me are changed as shown in Table 4. In addition, the phosphor ink used for forming the phosphor layer is prepared by mixing phosphor, resin, solvent, and dispersant in the mixing ratio as shown in the above-described example using each phosphor particle shown in Table 4. Produced.
[0126]
Furthermore, samples 10, 11, and 12 are comparative examples, and the red phosphor [[Y1-x)2OThree: Eu2, Green phosphor (Ba1-xAl12O19: Mnx) By hydrothermal synthesis, and the blue phosphor is BaThreeMgSi2O8: Eu (sample 10), BaMgAlTenO17: Eu (sample 11), CaMgSi2O6: A combination using Eu (sample 12) prepared by a solid-phase reaction method, and a phosphor layer prepared under the same conditions as in samples 1 to 9 above.
[0127]
As a result of measuring about the viscosity (25 degreeC) of the phosphor ink at that time, as for all, the viscosity is kept in the range of 1500CP-30000CP. When the formed phosphor layer was observed, the phosphor ink was uniformly applied to the partition wall surface. Moreover, about the fluorescent substance particle used for the fluorescent substance layer in each color, a composition and a manufacturing method as shown in Table 4 are used for each sample.
[0128]
Next, the blue phosphor particles of Comparative Samples 10, 11, and 12 are obtained by sieving after phosphor particles subjected to solid phase reaction are pulverized by a ball mill using a conventional sintering process. Used. For the red phosphor, a spherical Y having a particle diameter of 2.0 μm prepared by the same hydrothermal synthesis method as Sample 9 was used.2OThree: Eu was used, and the film thickness was 20 μm. For the green phosphor, an amorphous Ba having a particle diameter of 2.2 μm, which was also produced by the same hydrothermal synthesis method as Sample 9, was used.1-xAl12O19: MnxThe film thickness was 20 μm. For the blue phosphor, Ba produced by the conventional sintering method is used.ThreeMgSi2O8: Eu (sample 10), BaMgAlTenO17: Eu (sample 11), CaMgSi2O6: Eu (sample 12) is H2-N2After calcination in gas at 1400 ° C. for 5 hours, the particle diameter obtained was 4.0 μm by grinding and sieving.
[0129]
The phosphor ink used for forming the phosphor layer was prepared by mixing phosphor, resin, solvent and dispersant using each phosphor particle shown in Table 4.
[0130]
For Samples 1 to 9 and Comparative Samples 10, 11, and 12 produced in this way, as in Evaluation Experiment 1, the phosphors were fired in the back panel process (conditions were 520 ° C. in air). Luminance deterioration rate, phosphor luminance deterioration rate in the panel sealing process (heating at 450 ° C), brightness deterioration rate during accelerated panel life, presence / absence of address miss during address discharge, and luminance when blue all over Etc. were measured.
[0131]
Table 5 shows the results of the luminance and the luminance deterioration change rate. In the experiment, the respective color phosphor layers are discharged uniformly, and control for suppressing the luminance of the red and green cells is not performed in order to adjust the color temperature when displaying white.
[0132]
[Table 5]
Figure 0003988615
[0133]
As shown in Table 5, in Comparative Samples 10, 11, and 12, when the conventional blue phosphor was fired (520 ° C.), the luminance deterioration change rates were −3.6%, −5.6%, and −, respectively. The deterioration rate of luminance in the panel sealing process (450 ° C.) is 4.6%, −12.5%, −21.8%, and −14.5%, respectively. -10.5%, -34.6% and -11.0%, respectively, address discharge error, and the blue brightness of the panel is 65, 46 and 61 cd / cm, respectively.2The value of was shown.
[0134]
On the other hand, the blue phosphor Me3 (1-x)MgSi2O8: EuxFor samples 1 to 9 using the phosphors of the structure, the brightness of the blue all-over light is 83 cd / cm across the board.2A value exceeding. Further, the luminance deterioration change rate at the time of firing the blue phosphor (520 ° C.) is −0.2 to −1.8%, and the luminance change rate at the panel sealing step (450 ° C.) is −0.2 to −3. At 0.0%, the luminance change rate after applying the sustaining pulse for 100 hours was -0.2 to -0.5%, and there was no address miss.
[0135]
That is, the product of the present invention exhibits superior characteristics with respect to panel luminance, luminance deterioration in various processes, and address discharge mistakes, as compared with the comparative samples 10, 11, and 12.
[0136]
This is because the blue phosphor particles according to the present invention were prepared from a precursor synthesized using an aqueous solution synthesis method, a hydrothermal synthesis method, a spray synthesis method, and a hydrolysis method.3 (1-x)MgSi2O8: EuxA phosphor having a crystal structure (where Me is one or more of Ca, Sr, and Ba) can synthesize relatively small (0.1 μm to 3.0 μm) substantially spherical phosphor particles. Therefore, it is considered that the pulverization of the particles is not required and the generation of oxygen defects is suppressed, and the filling degree of the phosphor particles in the phosphor layer is improved, and the surface of the phosphor particles contributing to light emission is increased. In particular, the brightness and various characteristics are improved in a panel in which a part or all of it is replaced with Ca and Sr rather than Ba alone.
[0137]
In other words, by suppressing the occurrence of oxygen defects in the blue phosphor particles, it becomes difficult for the crystallinity to decrease starting from the oxygen defects, and particularly the blue color temperature deterioration and luminance deterioration are suppressed, Since the amount of ultraviolet rays absorbed by oxygen vacancies is reduced, it is considered that the luminance is improved as compared with the conventional case because the emission center is easily excited.
[0138]
(Evaluation Experiment 4)
About the fluorescent substance of the said evaluation experiment 3, the fluorescent lamp sample used for the fluorescent lamp which similarly light-emits by being excited by an ultraviolet-ray was produced. As in Evaluation Experiment 2, in a known fluorescent lamp, a phosphor layer formed on the inner wall of the glass tube is coated with a mixture of phosphors of each color produced under the conditions of Sample 4 shown in Table 4 above. Using the phosphor layer obtained by the above, a fluorescent lamp sample 12 was produced. As a comparative example, a comparative fluorescent lamp sample 13 coated with a mixture of phosphors of various colors prepared under the conditions of sample 11 (Table 4) that reacts by a conventional solid-phase reaction was similarly prepared.
[0139]
The luminance before and after applying a pulse voltage of 100 V, 60 Hz for 5000 hours was measured for the fluorescent lamp sample 12 and the comparative fluorescent lamp sample 13 of this evaluation experiment 4, and the luminance change rate (<[post-applied Luminance-luminance before application] / luminance before application> × 100). The results are shown in Table 6.
[0140]
[Table 6]
Figure 0003988615
[0141]
From the results shown in Table 6, a spherical precursor was prepared in an aqueous solution, and then used to produce a Me that was prepared by spray synthesis, hydrothermal synthesis, hydrolysis, or the like.3 (1-x)MgSi2O8: EuxCompared with the fluorescent lamp sample 13, the fluorescent lamp sample 12 using the blue phosphor particles having the structure is improved in luminance by about 4%, and the luminance change rate is greatly improved.
[0142]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, Me produced by an aqueous solution synthesis method, a hydrothermal synthesis method, or a spray synthesis method is used.1-xMgSi2O6: EuxStructure or Me3 (1-x)MgSi2O8: EuxBy forming the phosphor layer with blue phosphor particles having a structure (Me is one or more of Ca, Sr and Ba), the efficiency of absorbing the ultraviolet rays of the phosphor layer is improved, and the plasma display Luminance, lifetime and reliability of lighting devices such as devices and lamps can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a state in which a front glass substrate of a plasma display panel according to an embodiment of the present invention is removed.
FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the image display area.
FIG. 3 is a block diagram of a plasma display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing the structure of the image display area of the plasma display panel.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an ink coating apparatus used when forming a phosphor layer in the present invention.
[Explanation of symbols]
100 PDP
101 Front glass substrate
103 Display electrode
104 Display scan electrode
105 Dielectric glass layer
106 MgO protective layer
107 Address electrode
108 Dielectric glass layer
109 Bulkhead
110 phosphor layer

Claims (5)

1色または複数色の放電セルが複数配列されるとともに各放電セルに対応する色の蛍光体層が配設されかつ当該蛍光体層が紫外線により励起されて発光するプラズマディスプレイパネルを備えたプラズマディスプレイ装置であって、前記蛍光体層の中の青色蛍光体は、水溶液中合成法で合成された前駆体を用いて作製したMeMgSi26:EuまたはMe3MgSi28:Eu(ただしMeは、Ca,Sr,Baの内のいずれか一種以上)の結晶構造を有する蛍光体で構成し、その平均粒径を0.1μm〜3.0μm、最大粒径を8μm以内としたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。A plasma display comprising a plasma display panel in which a plurality of discharge cells of one color or a plurality of colors are arranged, a phosphor layer of a color corresponding to each discharge cell is disposed, and the phosphor layer is excited by ultraviolet rays to emit light The blue phosphor in the phosphor layer is MeMgSi 2 O 6 : Eu or Me 3 MgSi 2 O 8 : Eu (where Me is prepared using a precursor synthesized in an aqueous solution). Is composed of a phosphor having a crystal structure of any one of Ca, Sr, and Ba), having an average particle size of 0.1 μm to 3.0 μm and a maximum particle size of 8 μm or less. A plasma display device. 1色または複数色の放電セルが複数配列されるとともに各放電セルに対応する色の蛍光体層が配設されかつ当該蛍光体層が紫外線により励起されて発光するプラズマディスプレイパネルを備えたプラズマディスプレイ装置であって、前記蛍光体層の中の青色蛍光体は、温度が100℃〜300℃で圧力が0.2MPa〜10MPaの状態の水熱合成法で合成されたMe 3 MgSi 2 8 :Eu(ただし、MeはCa,Sr,Baの内のいずれか一種以上)の結晶構造を有する蛍光体で構成し、その平均粒径を0.1μm〜3.0μm、その膜厚を3μm〜20μmとしたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。A plasma display comprising a plasma display panel in which a plurality of discharge cells of one color or a plurality of colors are arranged, a phosphor layer of a color corresponding to each discharge cell is disposed, and the phosphor layer is excited by ultraviolet rays to emit light The blue phosphor in the phosphor layer is Me 3 MgSi 2 O 8 synthesized by a hydrothermal synthesis method at a temperature of 100 ° C. to 300 ° C. and a pressure of 0.2 MPa to 10 MPa : It is composed of a phosphor having a crystal structure of Eu (where Me is one or more of Ca, Sr, and Ba) , its average particle size is 0.1 μm to 3.0 μm, and its film thickness is 3 μm to 20 μm. A plasma display device characterized by that. 紫外線により励起されて可視光を発光する青色蛍光体の製造方法であって、当該青色蛍光体はMeMgSi 2 6 :Eu(ただし、MeはCa,Sr,Baの内のいずれか一種以上)からなる結晶構造を有し、原料と水性媒体とを混合することにより混合液を作製する混合液作製工程と、当該混合液と塩基性水溶液とを超音波で振動容器に印加し、酸素あるいはオゾンをバブリングしながら混合することにより水和物を形成する前駆体形成工程と、当該水和物を乾燥後空気中で800℃〜1250℃で焼成する工程と、還元雰囲気中で1000℃〜1400℃で焼成する工程とを有することを特徴とする蛍光体の製造方法 A method for producing a blue phosphor that emits visible light when excited by ultraviolet light, wherein the blue phosphor is made of MeMgSi 2 O 6 : Eu (where Me is one or more of Ca, Sr, and Ba). A mixed solution preparation step of preparing a mixed solution by mixing a raw material and an aqueous medium, and applying the mixed solution and a basic aqueous solution to a vibrating container with ultrasonic waves to generate oxygen or ozone. A precursor forming step of forming a hydrate by mixing while bubbling, a step of drying the hydrate in air at 800 ° C. to 1250 ° C., and 1000 ° C. to 1400 ° C. in a reducing atmosphere. And a step of firing. A method of manufacturing a phosphor . 紫外線により励起されて可視光を発光する青色蛍光体の製造方法であって、当該青色蛍光体はMeA method for producing a blue phosphor that emits visible light when excited by ultraviolet rays, wherein the blue phosphor is Me 3Three MgSiMgSi 22 O 88 :Eu(ただし、MeはCa,Sr,Baの内のいずれか一種以上)からなる結晶構造を有し、原料と水性媒体とを混合することにより混合液を作製する混合液作製工程と、当該混合液と塩基性水溶液とを超音波で振動容器に印加し、酸素あるいはオゾンをバブリングしながら混合することにより水和物を形成する前駆体形成工程と、当該水和物を乾燥後空気中で800℃〜1450℃で焼成する工程と、還元雰囲気中で1000℃〜1400℃で焼成する工程とを有することを特徴とする蛍光体の製造方法。: Having a crystal structure composed of Eu (where Me is one or more of Ca, Sr, and Ba), and a mixed liquid preparing step of preparing a mixed liquid by mixing a raw material and an aqueous medium; A precursor forming step of forming a hydrate by applying a mixed solution and a basic aqueous solution ultrasonically to a vibrating vessel and mixing while bubbling oxygen or ozone, and after drying the hydrate in air A method for producing a phosphor, comprising a step of firing at 800 ° C. to 1450 ° C. and a step of firing at 1000 ° C. to 1400 ° C. in a reducing atmosphere. 紫外線により励起されて可視光を発光する青色蛍光体の製造方法であって、当該青色蛍光体はMeA method for producing a blue phosphor that emits visible light when excited by ultraviolet rays, wherein the blue phosphor is Me 3Three MgSiMgSi 22 O 88 :Eu(ただし、MeはCa,Sr,Baの内のいずれか一種以上)からなる結晶構造を有し、原料と水性媒体を混合することにより混合液を作製する混合液作製工程と、当該混合液と塩基性水溶液とを混在させることにより水和物を形成する水和工程と、当該水和物と水とが混在された溶液に対して、水熱合成時の温度が100℃〜300℃で圧力が0.2MPa〜10MPaの状態で水熱合成反応を行う水熱合成工程とを有することを特徴とする蛍光体の製造方法。: A mixed liquid preparation step in which a mixed liquid is prepared by mixing a raw material and an aqueous medium, and having a crystal structure composed of Eu (where Me is one or more of Ca, Sr, and Ba), and the mixing The temperature during hydrothermal synthesis is 100 ° C. to 300 ° C. for a hydration step in which a hydrate is formed by mixing a liquid and a basic aqueous solution, and a solution in which the hydrate and water are mixed. And a hydrothermal synthesis step of performing a hydrothermal synthesis reaction in a state where the pressure is 0.2 MPa to 10 MPa.
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