JP2006507384A - 青色発光蛍光体を有するプラズマディスプレイスクリーン - Google Patents

Abstract

キャリアプレートと、透明なフロントプレートと、前記キャリアプレートと前記フロントプレートとの間の空間を、ガスで満たされるプラズマセルに分割するリブ構造と、前記プラズマセル中でコロナ放電を発生させるための１つ又は複数の電極アレイと、一般式（Ｌａ_{１−ｘ−ｙ}Ｇｄ_ｘ）Ｓｉ_３Ｎ_５：Ｃｅ_ｙ（ここで０≦ｘ＜１、０．０１＜ｙ＜０．１）の青色発光蛍光体を有する蛍光層とを有するプラズマディスプレイスクリーン。

Description

本発明は、キャリアプレートと、透明なフロントプレートと、前記キャリアプレートと前記フロントプレートとの間の空間を、ガスで満たされるプラズマセルに分割する、リブ構造（ribbed
structure）と、前記プラズマセル中でコロナ放電を発生させるための１つ又は複数の電極アレイと、青色発光蛍光体を有する蛍光層とを有するプラズマディスプレイスクリーンに関する。

プラズマディスプレイスクリーンが基づく原理は、低いガス圧を持つガスにおける高電圧が、それ自体可視であるか又は蛍光体によって可視光に変換されることができる、電磁放射を発生させるというものである。

従来どおりのデザインのカラープラズマディスプレイスクリーンにおいては、充填ガスは、キセノン等の不活性ガス、又は、ヘリウム、ネオン及びキセノンの混合物等の不活性ガスの混合物からなる。放電プロセスは、ＶＵＶ領域の紫外放射線、即ち２００ｎｍより短い波長を持つ放射線の発生を伴う。ＶＵＶ放射線は、蛍光層中の赤色、緑色及び青色発光蛍光体（ＲＧＢ蛍光体）を励起し、これによりこれらに赤色、緑色及び青色の可視光を放出させる。このように、従来の蛍光ランプとは異なり、プラズマディスプレイスクリーンにおけるルミネセント物質は、ＵＶスペクトルの高エネルギー側を用いる。不活性ガス混合物の組成及びガス圧に依存して、ＶＵＶ発光は、１４７ｎｍの単一の線又は１７２ｎｍに最大を持つ広いエキシマ帯域からなる。このことから得られることは、プラズマディスプレイスクリーンにおけるＲＧＢ蛍光体に新しい要求が課されるということである。

ＲＧＢ蛍光体は、プラズマディスプレイスクリーン中で電気エネルギーが可視光に変換されるエネルギー伝達チェーンの最後の要素を構成する。蛍光層を有するプラズマディスプレイスクリーンの効率は、最終的には、蛍光体の電気光学効率によって決定される、即ち、発生させられたＵＶ光がどれだけ完全に蛍光体に吸収され、続いて、発生させられた可視光がプラズマディスプレイスクリーンから視聴者の方向にどれだけ完全に向かうかによって決定される。

青色発光蛍光体の中で、ユーロピウム（ＩＩ）付活アルミン酸バリウムマグネシウムは、色特性及び電気光学効率に関して上に出るものがない。しかし、問題なのは、これがＶＵＶ放射線の影響の下で比較的強い劣化を受けるということである。この劣化は、２００ｎｍよりも短い波長を持つＶＵＶ放射線の影響下で特に強く、電気光学効率の悪化及び緑領域における色点のシフトとして現れる。

国際公開公報第９９／３４３８９号は、一般式Ｂａ_１−ｅＥｕ_ｅＭｎ_ｍＭｇ_{１＋δ−ｍ}Ａｌ_{１０＋２ｆ}Ｏ_{１７＋δ＋３ｆ}の蛍光体を有するプラズマディスプレイスクリーンであって、当該ディスプレイスクリーンの有効寿命の間、低減されたカラーシフトを示すディスプレイスクリーンを開示する。

しかし、ユーロピウム（ＩＩ）付活アルミン酸バリウムマグネシウムの劣化及びカラーシフトは、蛍光層が５００℃以上の温度に曝される、プラズマディスプレイスクリーンの製造工程において、既に開始する。

本発明の目的は、キャリアプレートと、透明なフロントプレートと、前記キャリアプレートと前記フロントプレートとの間の空間を、ガスで満たされるプラズマセルに分割するリブ構造と、前記プラズマセル中でコロナ放電を発生させるための１つ又は複数の電極アレイと、青色発光蛍光体を有する蛍光層とを有するプラズマディスプレイスクリーンにおいて、温度安定性、改善された忠実な演色及びより高い輝度によって特徴付けられるプラズマディスプレイスクリーンを提供することである。

本発明によれば、この目的は、キャリアプレートと、透明なフロントプレートと、前記キャリアプレートと前記フロントプレートとの間の空間を、ガスで満たされるプラズマセルに分割するリブ構造と、前記プラズマセル中でコロナ放電を発生させるための１つ又は複数の電極アレイと、一般式（Ｌａ_{１−ｘ−ｙ}Ｇｄ_ｘ）Ｓｉ_３Ｎ_５Ｏ_ｖＦ_ｗ：Ｃｅ_ｙ（ここで０≦ｘ＜１、０＜ｙ＜０．１、０≦ｖ＜０．１、０≦ｗ＜０．１）の蛍光体を有する蛍光層とを有するプラズマディスプレイスクリーンによって達成される。このようなプラズマディスプレイスクリーンにおいて、青ドットは、より高い彩度を達成するためにシフトされている。これは、青トーンにだけでなく、青領域のディスプレイトライアングル（display
triangle）の拡大の結果として達成されることができる、青−緑及び青−赤線上の全ての中間トーンに影響がある。これにより、多くの色調のより忠実なディスプレイが可能であり、これは、結果として目に見える差を生じさせる。加えて、明るい周辺光条件下のカラーコントラストが向上される。

好適な実施例によれば、蛍光層は青色発光蛍光体ＬａＳｉ_３Ｎ_５：Ｃｅを有する。

本発明は、一般式（Ｌａ_{１−ｘ−ｙ}Ｇｄ_ｘ）Ｓｉ_３Ｎ_５Ｏ_ｖＦ_ｗ：Ｃｅ_ｙ（ここで０≦ｘ＜１、０＜ｙ＜０．１、０≦ｖ＜０．１、０≦ｗ＜０．１）の青色発光蛍光体を有する蛍光層にも関する。このような蛍光層は、発光ダイオード（特にＵＶ−ＬＥＤ）及びガス放電ランプにおける蛍光層として、適切に用いられることができる。当該蛍光層は、熱負荷の影響を受けない。

本発明は、一般式（Ｌａ_{１−ｘ−ｙ}Ｇｄ_ｘ）Ｓｉ_３Ｎ_５Ｏ_ｖＦ_ｗ：Ｃｅ_ｙ（ここで０≦ｘ＜１、０＜ｙ＜０．１、０≦ｖ＜０．１、０≦ｗ＜０．１）の蛍光体にも関する。

この蛍光体は、Ｅｕ（ＩＩ）付活バリウムマグネシウムアルミン酸塩と比較して、特に酸素を含む雰囲気中で、改善された熱可負荷性（thermal
loadability）によって特徴付けられ、このことは、セリウム（ＩＩＩ）イオンからセリウム（ＩＶ）イオンへの酸化反応が非常に高い活性化エネルギーを持つという事実に帰すことができる。その結果、Ｃｅ^３＋付活ニトリドシリケート蛍光体は、熱的及び光学的に安定である。

その結果、この蛍光体の輝度も、プラズマディスプレイスクリーンの製造プロセスにおいて悪影響を受けず、例えば、中でも低圧ガス放電ランプ及びＶＵＶ−ＬＥＤにおいて起こるような、ＶＵＶ放射線による励起の場合にも、効率は、非常に長い期間一定に留まる。全てのセリウム（ＩＩＩ）添加蛍光体と同様に、前記の蛍光体も、更に、ＵＶ放射線による非常に良い可励起性及び２〜１０ｍｓの短い減衰時間ｔ_１／１０によって特徴付けられる。

好適な実施例によれば、本発明は、一般式（Ｌａ_{１−ｘ−ｙ}Ｇｄ_ｘ）Ｓｉ_３Ｎ_５：Ｃｅ_ｙ（０≦ｘ＜１、０．０１＜ｙ＜０．１）の蛍光体に関する。

本発明のこれらの及び他の側面は、図面及び例を参照して説明され明らかにされる。

全ての種類のプラズマディスプレイが基づく原理は、ガス放電からのＵＶ放射線による光励起である。プラズマディスプレイは、ＤＣアドレスされたディスプレイスクリーン及びＡＣアドレスされたディスプレイスクリーンに分けられることができる。これらの間の差は、電流制限の種類に関するものである。

図１は、ＡＣプラズマディスプレイのプラズマセルの例を示す。このようなＡＣプラズマディスプレイスクリーンは、透明なフロントプレート１及びキャリアプレート２からなり、これらは、互いに或る距離をもって構成され、周辺部で密封される。２つのプレート間の空間は、保護層及び蛍光層に囲まれる放電空間３を構成する。慣例上、フロントプレートはキャリアプレートと同様にガラスでできている。個別に駆動可能なプラズマセルは、分離リブを有するリブ構造１３によって形成される。複数の透明画像電極６、７は、フロントプレート上でストライプの形で構成される。関連する制御電極１１がキャリアプレート上でこれらに対して直角に設けられるので、交点のそれぞれにおいて放電が引き起こされることができる。

放電空間は、適当な放電ガス、例えば、キセノン、キセノンを含むガス、ネオン又はネオンを含むガスによって満たされる。ガス放電は、フロントプレート上の画像電極６、７間で点火される。プラズマと画像電極６、７との間の直接接触を排除するために、これら画像電極は、誘電層４及び保護層５でカバーされる。放電領域において、ガスはイオン化され、ＶＵＶ放射線を放出するプラズマが発生する。

プラズマセルのガスの組成に依存して、ガス放電のスペクトル強度は、変化する。キセノンを３０体積％未満含むガス混合物は主に１４７ｎｍにおいて共鳴放射を発し、キセノンを３０体積％よりも多く含むガス混合物は、１７２ｎｍにおいてエキシマ放射を発する。

放出されたＶＵＶ放射線は、ピクセル構造化された赤、緑及び青の蛍光体を励起し、これにより、これら蛍光体に可視領域で発光させ、この結果、色印象（color
impression）が発生させられる。赤、青及び緑の三原色のプラズマディスプレイスクリーンのピクセルは、キャリアプレートの少なくとも一部上の及び／又はプラズマセルの分離リブの壁上の蛍光層１０によって形成される。プラズマセルは、それぞれ、赤、緑又は青の蛍光体によって相次いでコーティングされる。３つの並置されたプラズマセルが１つのピクセルを表し、このことは、前記三原色を混合することによって全ての色が表示されることを可能にする。

本発明によれば、青原色を発生させるための蛍光体は、一般式（Ｌａ_{１−ｘ−ｙ}Ｇｄ_ｘ）Ｓｉ_３Ｎ_５Ｏ_ｖＦ_ｗ：Ｃｅ_ｙ（ここで０≦ｘ＜１、０＜ｙ＜０．１、０≦ｖ＜０．１、０≦ｗ＜０．１）である。

セリウム（ＩＩＩ）付活ニトリドシリケート（Ｌａ_{１−ｘ−ｙ}Ｇｄ_ｘ）Ｓｉ_３Ｎ_５Ｏ_ｖＦ_ｗ：Ｃｅ_ｙ（ここで０≦ｘ＜１、０＜ｙ＜０．１、０≦ｖ＜０．１、０≦ｗ＜０．１）は、組成ＬｎＳｉ_３Ｎ_５を持つニトリドシリケートホスト格子に基づく。当該ホスト格子は、Ｌｎイオンランタン（ＩＩＩ）及び／又はガドリニウム（ＩＩＩ）が含まれる、連結されたＳｉＮ_４四面体の三次元格子を形成する。

ホスト格子は、１０％未満のセリウムを活性剤として添加される。オキシドシリケートホスト格子と比較して、結合のうち共有結合の部分は、更に、従ってリガンドフィールド強度は、ホスト格子に窒素が含められることによって向上させられる。従って、オキシドシリケートと比較して、励起及び発光帯域は、より長い波長にシフトされる。

添加されたセリウム（ＩＩＩ）によって付活された（Ｌａ_{１−ｘ−ｙ}Ｇｄ_ｘ）Ｓｉ_３Ｎ_５Ｏ_ｖＦ_ｗ：Ｃｅ_ｙ（ここで０≦ｘ＜１、０＜ｙ＜０．１、０≦ｖ＜０．１、０≦ｗ＜０．１）は、従来の方法に従って、例えば固相反応によって、調製される。このような方法においては、酸化物又は炭酸塩が、出発化合物として使われる。これらは、混合、粉砕され、続いて焼結させられる。その結果、均一な結晶構造を持つ蛍光体が、１〜１０μｍの範囲の粒子サイズを持つ微細な粒子の形で得られる。

蛍光層を製造するのに、ドライコーティング法（例えば静電蒸着又は静電アシストダスティング（electrostatically assisted dusting））及びウェットコーティング法（例えばスクリーンプリンティング、チャネルに沿って動くノズルを用いて縣濁液が導入されるディスペンサ法、又は、液相からの堆積）が用いられることができる。

ウェットコーティング法のためには、蛍光体は、水、有機溶媒（必要であれば分散剤、界面活性剤及び消泡剤と組み合わせる）又はバインダ試料（binder preparation）に分散されなければならない。分解、脆化又は退色することなく２５０℃の動作温度に耐えることができる有機及び無機バインダは、プラズマディスプレイスクリーンのためのバインダ試料として適切に用いられることができる。

本発明はＡＣカラープラズマディスプレイスクリーンを参照して説明されたが、本発明のアプリケーションは、この種類のプラズマディスプレイスクリーンに制限されるものではなく、例えばＤＣカラープラズマディスプレイスクリーン並びにモノクロのＡＣ及びＤＣプラズマディスプレイスクリーンも含む。

例１
ＬａＳｉ_３Ｎ_５：Ｃｅを調製するために、１１．５１ｇ（１９１．６０ｍｍｏｌ）のＳｉＯ_２、１０．００ｇ（３０．７０ｍｍｏｌ）のＬａ_２Ｏ_３、５．５８４ｇ（４６４．９６ｍｍｏｌ）の黒鉛粉末及び１．２２ｇ（０．６２ｍｍｏｌ）のＣｅＦ_３が、均一に混合され、エタノール中で懸濁され、室温で２時間撹拌される。次に、この懸濁液は乾燥されて、コランダムボートに注入される。これは、管状炉において、窒素９５％及び水素５％のガス流中で、１時間以内に１２５０℃の温度まで加熱される。この温度は、２時間維持される。続いて、窒素が該還元ガス流に追加され、加熱プロセスは、１４５０℃で３時間継続される。次に、該コランダムボートは、還元ガス流中で室温まで冷却させられる。その結果、組成ＬａＳｉ_３Ｎ_５：Ｃｅの青色発光蛍光体が得られる。

このように調製される蛍光体を使用して、既知の方法によるプラズマディスプレイスクリーンが製造されて、試験された。

プラズマディスプレイスクリーンの概略の断面図である。

Claims (5)

1. キャリアプレートと、
   透明なフロントプレートと、
   前記キャリアプレートと前記フロントプレートとの間の空間を、ガスで満たされるプラズマセルに分割するリブ構造と、
   前記プラズマセル中でコロナ放電を発生させるための１つ又は複数の電極アレイと、
   一般式（Ｌａ_{１−ｘ−ｙ}Ｇｄ_ｘ）Ｓｉ_３Ｎ_５Ｏ_ｖＦ_ｗ：Ｃｅ_ｙ（ここで０≦ｘ＜１、０＜ｙ＜０．１、０≦ｖ＜０．１、０≦ｗ＜０．１）の青色発光蛍光体を有する蛍光層と、
   を有するプラズマディスプレイスクリーン。
2. 前記蛍光層は青色発光蛍光体ＬａＳｉ_３Ｎ_５を有することを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイスクリーン。
3. 一般式（Ｌａ_{１−ｘ−ｙ}Ｇｄ_ｘ）Ｓｉ_３Ｎ_５Ｏ_ｖＦ_ｗ：Ｃｅ_ｙ（ここで０≦ｘ＜１、０＜ｙ＜０．１、０≦ｖ＜０．１、０≦ｗ＜０．１）の青色発光蛍光体を有する蛍光層。
4. 一般式（Ｌａ_{１−ｘ−ｙ}Ｇｄ_ｘ）Ｓｉ_３Ｎ_５Ｏ_ｖＦ_ｗ：Ｃｅ_ｙ（ここで０≦ｘ＜１、０＜ｙ＜０．１、０≦ｖ＜０．１、０≦ｗ＜０．１）の蛍光体。
5. 一般式（Ｌａ_{１−ｘ−ｙ}Ｇｄ_ｘ）Ｓｉ_３Ｎ_５：Ｃｅ_ｙ（ここで０≦ｘ＜１、０．０１＜ｙ＜０．１）の蛍光体。

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