JP2009259460A - Plasma display panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイパネルに関する。 The present invention relates to a plasma display panel used for a display device or the like.
プラズマディスプレイパネル(以下、PDPと呼ぶ)は、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、65インチクラスのテレビなどが製品化されている。近年、PDPは従来のNTSC方式に比べて走査線数が2倍以上のハイディフィニションテレビへの適用が進んでいるとともに、環境問題に配慮して鉛成分を含まないPDPが要求されている。 Since plasma display panels (hereinafter referred to as PDP) can achieve high definition and large screen, 65-inch class televisions have been commercialized. In recent years, PDP has been applied to high-definition televisions having more than twice the number of scanning lines as compared with the conventional NTSC system, and PDP containing no lead component is required in consideration of environmental problems.
PDPは、基本的には、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、フロート法による硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、そのガラス基板の一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極とバス電極とで構成される表示電極と、表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、誘電体層上に形成された酸化マグネシウム(以下、MgOと表現する)からなる保護層とで構成されている。 A PDP basically includes a front plate and a back plate. The front plate is a glass substrate of sodium borosilicate glass by a float method, a display electrode composed of a striped transparent electrode and a bus electrode formed on one main surface of the glass substrate, and a display electrode And a protective layer made of magnesium oxide (hereinafter referred to as MgO) formed on the dielectric layer.
一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のデータ電極と、データ電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。 On the other hand, the back plate is a glass substrate, stripe-shaped data electrodes formed on one main surface thereof, a base dielectric layer covering the data electrodes, a partition formed on the base dielectric layer, It is comprised with the fluorescent substance layer which light-emits each of red, green, and blue formed between the partition walls.
蛍光体材料としてはZn2SiO4:Mnあるいは、(Y,Gd)BO3:Tbからなる緑色蛍光体材料、(Y,Gd)BO3:Eu、Y2O3:Euからなる赤色蛍光体材料、BaMgAl10O17:Euからなる青色蛍光体材料からなる各色蛍光体層が形成されている。 The phosphor material is Zn 2 SiO 4 : Mn or a green phosphor material made of (Y, Gd) BO 3 : Tb, a red phosphor made of (Y, Gd) BO 3 : Eu, Y 2 O 3 : Eu. Each color phosphor layer made of a blue phosphor material made of a material, BaMgAl 10 O 17 : Eu, is formed.
前面板と背面板とはその電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって仕切られた放電空間にキセノン(Xe)を5%〜20%含むネオン(Ne)−キセノン(Xe)の混合ガス、あるいはネオン(Ne)−キセノン(Xe)−ヘリウム(He)の混合ガスなどが5×104Pa〜7×104Paの圧力で充填されている。PDPは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電させ、その放電によって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している。 The front plate and the back plate are hermetically sealed with their electrode forming surfaces facing each other, and neon (Ne) -xenon (Xe) containing 5% to 20% xenon (Xe) in the discharge space partitioned by the barrier ribs. mixed gas or neon, (Ne) - xenon (Xe) - a mixed gas of helium (He) is filled at a pressure of 5 × 10 4 Pa~7 × 10 4 Pa. PDP discharges by selectively applying a video signal voltage to the display electrodes, and the ultraviolet rays generated by the discharge excite each color phosphor layer to emit red, green, and blue light, thereby realizing color image display is doing.
近年期待されているフルスペックの42インチクラスのハイビジョンテレビでは、画素数が1920×1080で、セルピッチは0.15mm×0.48mmと小さくなっている。このような高精細で、セルピッチが0.25mm以下のPDPにおいては、輝度と効率の低下が特に顕在化するという課題が発生するため、Ne−Xe放電ガス系において、Xe分圧を20%以上に高める例が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 In a full-spec 42-inch high-definition television set expected in recent years, the number of pixels is 1920 × 1080 and the cell pitch is as small as 0.15 mm × 0.48 mm. In such a high-definition PDP with a cell pitch of 0.25 mm or less, there is a problem that the decrease in luminance and efficiency is particularly apparent. Therefore, in the Ne-Xe discharge gas system, the Xe partial pressure is 20% or more. An example to be improved is disclosed (for example, see Patent Document 1).
Xe分圧を高めると、放電電圧が高くなるとともにアドレス放電ミスが多く発生し、画像にちらつきが発生すると言う課題がある。また、Xe分圧を高めると放電によって発生する紫外線の波長が従来の共鳴線(波長147nm)から分子線(173nm)に変化することが知られており、分子線での(173nm)の発光効率の高い蛍光体が求められている。 When the Xe partial pressure is increased, there is a problem that the discharge voltage increases and address discharge mistakes frequently occur, causing flickering in the image. In addition, it is known that when the Xe partial pressure is increased, the wavelength of ultraviolet rays generated by discharge changes from a conventional resonance line (wavelength 147 nm) to a molecular beam (173 nm), and the luminous efficiency of (173 nm) at the molecular beam. There is a demand for phosphors having a high value.
放電電圧を低減させるために、保護層としてSrO、CaO、BaOとMgOとの複合酸化膜を用いる例が開示され、さらに、保護層がH2Oを吸着するのを抑制するために、保護層形成工程から封着工程までを、真空雰囲気中や乾燥雰囲気中で行う例が開示されている(例えば、特許文献2、3、4参照)。
しかしながら、高輝度化のために放電ガス中のXe分圧を高めると、放電電圧が上昇し結果として効率が低下するという課題や、XeイオンやXeの励起原子の量も増大してこれらの励起粒子による保護層や蛍光体への衝撃によって、水分吸着量の多い緑色蛍光体から大量の水が放出されるといった課題が発生する。 However, if the Xe partial pressure in the discharge gas is increased to increase the brightness, the discharge voltage increases, resulting in a decrease in efficiency, and the amount of Xe ions and excited atoms of Xe also increases. Due to the impact of the particles on the protective layer and the phosphor, there arises a problem that a large amount of water is released from the green phosphor having a large moisture adsorption amount.
一方、放電電圧の上昇を抑制するためのSrO、CaO、BaOとMgOとの複合酸化膜を用いる例では、保護膜形成工程から封着工程までを真空雰囲気中や乾燥雰囲気中で行っても、十分に水分が除去できず放電中に水分が放出されて、駆動電圧を上昇させ、アドレス放電がより不安定になり、高品質の画像が得られないという新たな課題が発生する。 On the other hand, in an example using a composite oxide film of SrO, CaO, BaO and MgO for suppressing an increase in discharge voltage, even if the protective film forming process to the sealing process are performed in a vacuum atmosphere or a dry atmosphere, Water cannot be sufficiently removed, moisture is released during discharge, the drive voltage is increased, address discharge becomes more unstable, and a new problem arises that a high-quality image cannot be obtained.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、Xe圧力が12kPa以上のPDPでも、放電電圧が低く、放電特性が安定した高輝度のPDPを提供することを目的としたものである。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a high-luminance PDP having a low discharge voltage and stable discharge characteristics even in a PDP having an Xe pressure of 12 kPa or more. .
上記の目的を達成するために、本発明のPDPは、前面基板上に形成した表示電極と表示電極を覆う誘電体層と誘電体層を覆う保護層とを有する前面板と、背面基板上に形成したデータ電極とデータ電極を覆って設けた下地誘電体層と下地誘電体層に設けた隔壁と隔壁の側面と下地誘電体層に形成した赤色蛍光体層、緑色蛍光体層および青色蛍光体層を有する背面板とを、放電空間を形成するように対向配置したPDPであって、保護層をCa元素を含むMgO材料で構成し、緑色蛍光体層を形成する緑色蛍光体材料がBaAl12O19:Mn2+、BaMgAl10O17:Mn2+、BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+のうちのいずれか1種としている。 In order to achieve the above object, a PDP according to the present invention includes a front plate having a display electrode formed on a front substrate, a dielectric layer covering the display electrode, and a protective layer covering the dielectric layer, and a rear substrate. Data electrode formed, base dielectric layer provided to cover data electrode, barrier rib provided on base dielectric layer, side face of partition wall, red phosphor layer formed on base dielectric layer, green phosphor layer, and blue phosphor A PDP in which a back plate having a layer is disposed to face each other so as to form a discharge space, the protective layer is made of an MgO material containing Ca element, and the green phosphor layer forming the green phosphor layer is BaAl 12 One of O 19 : Mn 2+ , BaMgAl 10 O 17 : Mn 2+ , BaMgAl 10 O 17 : Eu 2+ and Mn 2+ is used.
このような構成とすることにより、放電電圧の上昇を抑制し、高輝度と放電特性の優れたPDPを実現することができる。 By adopting such a configuration, it is possible to realize a PDP that suppresses an increase in discharge voltage and has high luminance and excellent discharge characteristics.
さらに、放電空間にXeガスを封入圧力12kPa以上で封入してもよい。このような構成によれば、より高輝度でなおかつ放電電圧の上昇のないPDPを実現することができる。 Furthermore, Xe gas may be enclosed in the discharge space at an enclosure pressure of 12 kPa or more. According to such a configuration, it is possible to realize a PDP with higher luminance and no increase in discharge voltage.
さらに、緑色蛍光体材料の、Mnの2価のうちの一部が3価であることが望ましい。このような構成によれば、蛍光体の酸素欠陥を大幅に低減して蛍光体への水分の吸着量を低減し、真空紫外線の吸収を抑制して有効に蛍光体を励起発光させることができる。 Furthermore, it is desirable that a part of the divalent Mn of the green phosphor material is trivalent. According to such a configuration, oxygen defects in the phosphor can be significantly reduced, the amount of moisture adsorbed on the phosphor can be reduced, and absorption of vacuum ultraviolet rays can be suppressed to effectively excite and emit the phosphor. .
さらに、BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+の緑色蛍光体材料がEuの2価のうちの一部が3価であることが望ましい。このような構成によれば、蛍光体の酸素欠陥を大幅に低減して蛍光体への水分の吸着量を低減し、真空紫外線の吸収を抑制して有効に蛍光体を励起発光させることができる。 Further, it is desirable that a part of the divalent Eu phosphor of BaMgAl 10 O 17 : Eu 2+ , Mn 2+ is trivalent. According to such a configuration, oxygen defects in the phosphor can be significantly reduced, the amount of moisture adsorbed on the phosphor can be reduced, and absorption of vacuum ultraviolet rays can be suppressed to effectively excite and emit the phosphor. .
本発明は、Xe分圧を高めたPDPでも、放電電圧の上昇を抑制し、高輝度で画面のちらつきがない高画質なPDPを実現することができる。 The present invention can achieve a high-quality PDP with high brightness and no flickering on the screen, even in a PDP with an increased Xe partial pressure.
以下、本発明の実施の形態におけるPDPについて図面を用いて説明する。
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態におけるPDP10の構造を示す分解斜視図である。ガラス製の前面板21上には、走査電極22と維持電極23とからなる表示電極対24が複数形成されている。そして走査電極22と維持電極23とを覆うように誘電体層25が形成され、その誘電体層25上に保護層26が形成されている。
Hereinafter, a PDP according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the structure of
また、保護層26は、放電セルにおける放電開始電圧を下げるために、PDPの材料として使用実績があり、ネオン(Ne)およびキセノン(Xe)ガスを封入した場合に2次電子放出係数が大きく耐久性に優れたMgOを主成分とする材料から形成されている。 In addition, the protective layer 26 has been used as a PDP material to lower the discharge start voltage in the discharge cell, and has a large secondary electron emission coefficient and durability when encapsulating neon (Ne) and xenon (Xe) gas. It is formed from a material mainly composed of MgO having excellent properties.
なお、保護層26は、Ca元素を含むCaOを含むMgO材料から構成されている。この保護層26は、CaO材料とMgO材料とを混合し焼成したペレットをターゲットとして用い、電子ビーム蒸着方法により約0.6μmの厚みで誘電体層25上に形成している。 The protective layer 26 is made of an MgO material containing CaO containing Ca element. The protective layer 26 is formed on the dielectric layer 25 with a thickness of about 0.6 μm by an electron beam evaporation method using pellets obtained by mixing and firing a CaO material and an MgO material as a target.
背面板31上にはデータ電極32が複数形成されて、データ電極32を覆うように下地誘電体層33が形成され、さらにその上に井桁状の隔壁34が形成されている。そして、隔壁34の側面および下地誘電体層33上には赤色(R)、緑色(G)および青色(B)の各色に発光する赤色蛍光体層35R、緑色蛍光体層35G、青色蛍光体層35Bが設けられている。
A plurality of
これら前面板21と背面板31とは、微小な放電空間36を挟んで表示電極対24とデータ電極32とが交差するように対向配置され、その外周部をガラスフリット等の封着材によって封着されている。そして、内部の放電空間36には、ネオン(Ne)とキセノン(Xe)の混合ガスが放電ガスとして封入されている。なお、本実施の形態では、発光効率を向上させるためにキセノン(Xe)分圧を約12kPa以上とした放電ガスを用いている。放電空間36は隔壁34によって複数の区画に仕切られており、表示電極対24とデータ電極32とが交差する部分に放電セルが形成されている。そしてこれらの放電セルが放電、発光することにより画像が表示される。
The
なお、PDP10の構造は上述したものに限られるわけではなく、例えばストライプ状の隔壁を備えたものであってもよい。また、放電ガスの種類も上述した種類に限られるわけではなく、ネオン(Ne)、キセノン(Xe)にさらにヘリウム(He)を混合した放電ガスであってもよい。
Note that the structure of the
放電空間36内における放電ガスのキセノン(Xe)分圧を12kPaから24kPaとなるようにキセノン(Xe)の占める割合を調整し、このとき放電ガスの全圧に占めるキセノン(Xe)分圧の比を約28%から100%となるようにしている。
The proportion of xenon (Xe) in the
図2は、本発明の実施の形態におけるPDP10の電極の配列を示す図である。PDP10には、行方向に延長されたn本の走査電極SC1〜走査電極SCn(図1の走査電極22)およびn本の維持電極SU1〜維持電極SUn(図1の維持電極23)が配列され、列方向に延長されたm本のデータ電極D1〜データ電極Dm(図1のデータ電極32)が配列されている。そして、1対の走査電極SCi(i=1〜n)および維持電極SUiと1つのデータ電極Dj(j=1〜m)とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内にm×n個形成されている。そして、m×n個の放電セルが形成された領域がPDP10の表示領域となる。
FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of electrodes of the
図3は、本発明の実施の形態におけるPDPを用いたプラズマディスプレイ装置1の回路ブロック図である。プラズマディスプレイ装置1は、PDP10、画像信号処理回路41、データ電極駆動回路42、走査電極駆動回路43、維持電極駆動回路44、タイミング発生回路45、および各回路ブロックに必要な電源を供給する電源回路(図示せず)を備えている。
FIG. 3 is a circuit block diagram of
画像信号処理回路41は、PDP10の画素数に応じて、入力された画像信号sigをサブフィールド毎の発光・非発光を示す画像データに変換する。データ電極駆動回路42は、サブフィールド毎の画像データを各データ電極D1〜データ電極Dmに対応する信号に変換し、タイミング信号にもとづいて各データ電極D1〜データ電極Dmを駆動する。
The image
タイミング発生回路45は、水平同期信号Hおよび垂直同期信号Vからの出力にもとづき各回路ブロックの動作を制御する各種のタイミング信号を発生し、それぞれの回路ブロック(画像信号処理回路41、データ電極駆動回路42、走査電極駆動回路43および維持電極駆動回路44)へ供給する。
The
走査電極駆動回路43は、初期化期間において走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する初期化波形を発生するための初期化波形発生回路、複数の走査ICを備え書込み期間において走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する走査パルスを発生するための走査パルス発生回路、維持期間において走査電極SC1〜走査電極SCnに印加する維持パルスを発生するための維持パルス発生回路(図示せず)を有する。そして、タイミング信号にもとづいて各走査電極SC1〜走査電極SCnをそれぞれ駆動する。
Scan
維持電極駆動回路44は、維持パルス発生回路および電圧Ve1、電圧Ve2を発生するための回路(図示せず)を備え、タイミング信号にもとづいて維持電極SU1〜維持電極SUnを駆動する。
Sustain
PDP10はこれらの駆動回路によって、書込みがなされた放電セルにおいて表示電極対24間に交流電圧を印加して放電を発生させる。このような維持放電の発生により、表示発光は、放電空間36の励起Xe原子からは147nmの共鳴線が、励起Xe分子からは173nm主体の分子線が放射され、これらの真空紫外線を赤色蛍光体層35R、緑色蛍光体層35G、赤色蛍光体層35Rで可視光に変換して画像表示をしている。
The
次に蛍光体層35R、35G、35Bの詳細について説明する。 Next, details of the phosphor layers 35R, 35G, and 35B will be described.
蛍光体層35R、35G、35Bの各々は、それぞれの蛍光体層を形成する蛍光体材料の粒子径を平均粒径が0.1μm〜5μmとし、各蛍光体層の膜厚は1μm〜12μmと
各色の蛍光体材料としては、赤色蛍光体としては、Y(V、P)O4:Eu3+を用い、緑色蛍光体としては、BaAl12O19:Mn2+、BaMgAl10O17:Mn2+、BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+(以下、BAM−Mn系と呼ぶ)のうちのいずれか1種を用いている。また、青色蛍光体としては、BaMgAl10O17:Eu2+を用いている。
Each of the phosphor layers 35R, 35G, and 35B has an average particle diameter of 0.1 μm to 5 μm, and a film thickness of each phosphor layer is 1 μm to 12 μm. As phosphor materials of the respective colors, Y (V, P) O 4 : Eu 3+ is used as a red phosphor, and BaAl 12 O 19 : Mn 2+ and BaMgAl 10 O 17 : Mn are used as green phosphors. Any one of 2+ , BaMgAl 10 O 17 : Eu 2+ , Mn 2+ (hereinafter referred to as BAM-Mn system) is used. Further, BaMgAl 10 O 17 : Eu 2+ is used as the blue phosphor.
次に、これらの蛍光体材料の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing these phosphor materials will be described.
まず、赤色蛍光体層35Rを形成する赤色蛍光体の製造方法について述べる。赤色蛍光体のY(V,P)O4:Eu3+は、蛍光体の原料である、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化バナジウム(V2O5)、5酸化燐(P2O5)と、発光中心の原料である酸化ユーロピウム(Eu2O3)とを蛍光体組成に合うように混合し、空気中600℃〜800℃で焼成した後に、酸素(O2)、窒素(N2)雰囲気中で1100℃〜1300℃で焼成して赤色蛍光体Y(V,P)O4:Eu3+を作成する。
First, a method for manufacturing a red phosphor that forms the
各種の赤色蛍光体材料のうち、Y(V、P)O4:Eu3+蛍光体は、蛍光体組成中のP、Vが焼成の際に一部フラックス(融剤)となり、格子欠陥のない蛍光体結晶を実現することができる。そのため、水分の吸着量を少なくすることができ、赤色蛍光体材料として好ましい。 Among the various red phosphor materials, Y (V, P) O 4 : Eu 3+ phosphor is partly flux (flux) when P and V in the phosphor composition are baked, resulting in lattice defects. No phosphor crystal can be realized. Therefore, the amount of moisture adsorbed can be reduced, which is preferable as a red phosphor material.
次に、緑色蛍光体層35Gを形成する緑色蛍光体の製造方法について述べる。BAM−Mn系蛍光体の原料となる、炭酸バリウム(BaCO3)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、酸化アルミニウム(Al2O3)と、発光中心の原料である酸化マンガン(Mn2O3)、酸化ユーロピウム(Eu2O3)などを蛍光体組成のモル比で秤量し、秤量された原料に結晶成長促進剤としてフッ化アルミニウムを添加し混合する。その後、大気雰囲気で1000℃〜1400℃で焼成し、その後、焼成された混合粉末を、窒素(N2)、水素(H2)雰囲気(弱還元雰囲気)中で1100℃〜1400℃で焼成を行い、Mn元素やEu元素の価数を2価にした緑色蛍光体を作成する。
Next, a method for manufacturing a green phosphor that forms the
さらに、この緑色蛍光体を酸化雰囲気中で600℃〜900℃で焼成してMnあるいはEuの2価の一部を3価にすると、蛍光体の酸素欠陥を大幅に低減することができ、水分の吸着量を低減することができる。また、Mnの2価あるいはEuの2価の一部を3価にする量は多い方が水分の吸着量が少なくなるが、蛍光体の輝度が低下するため、それぞれ、2価のうちの1%〜20%程度が好ましい。 Furthermore, when this green phosphor is baked at 600 ° C. to 900 ° C. in an oxidizing atmosphere to make a part of the bivalent Mn or Eu trivalent, oxygen defects in the phosphor can be greatly reduced, The amount of adsorption can be reduced. Further, although the amount of water adsorbed decreases as the amount of divalent Mn or a part of Eu divalent in a trivalent amount increases, the luminance of the phosphor decreases. % To about 20% is preferable.
また、発光中心であるMnの2価を、Mgの2価あるいはBaの2価と置換し、その置換量を2モル%〜20モル%とするのが好ましい。またEuの2価をBaの2価と置換し、その置換量を0.0005モル%〜5モル%とするのが好ましい。 Further, it is preferable that the divalent Mn as the luminescent center is substituted with the divalent Mg or the divalent Ba, and the amount of substitution is 2 mol% to 20 mol%. Further, it is preferable that the Eu divalent is replaced with the Ba divalent, and the substitution amount is 0.0005 mol% to 5 mol%.
次に、青色蛍光体層35Bを形成する青色蛍光体の製造方法について述べる。BaMgAl10O17:Eu2+蛍光体の原料となる、炭酸バリウム(BaCO3)、炭酸ストロンチウム(SrCO3)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、酸化アルミニウム(Al2O3)、および発光中心の原料である酸化ユーロピウム(Eu2O3)を蛍光体組成のモル比で秤量し、結晶成長促進剤としてフッ化アルミニウムを添加して混合する。その後、大気雰囲気中で1100℃〜1300℃で焼成し、その後、焼成された混合粉末を、還元雰囲気中で1100℃〜1400℃で焼成を行いEu元素の価数を2価にした青色蛍光体を作成する。さらにその後、この青色蛍光体を酸化雰囲気中600℃〜900℃で焼成してEuの2価の一部を3価にすると、蛍光体の酸素欠陥を大幅に低減して水分の吸着量を低減することができる。
Next, a method for manufacturing a blue phosphor that forms the
なお、Euの2価の一部を3価にする量は多い方が水分の吸着量が少なくなるが、蛍光体の輝度が低下するため10%〜40%程度が好ましい。また、発光中心であるEuの2価をBaの2価と置換し、その置換量を0.5モル%〜20モル%とするのが好ましい。 In addition, although the amount which adsorb | sucks a part of Eu bivalent part to trivalent one will reduce the moisture adsorption amount, since the brightness | luminance of fluorescent substance falls, about 10 to 40% is preferable. Further, it is preferable that the divalent Eu of the luminescent center is substituted with the divalent Ba, and the amount of substitution is 0.5 mol% to 20 mol%.
このように、緑色蛍光体や青色蛍光体の製造方法のように、還元雰囲気中の焼成でEuを2価にした蛍光体を、600℃〜900℃の酸化雰囲気で焼成することによって表面近傍のEu2価の一部を3価にすると、蛍光体の酸素欠陥が大幅に低減することができ、水分の吸着量を大幅に低減することができる。 Thus, as in the method for producing a green phosphor or a blue phosphor, a phosphor in which Eu is divalent by firing in a reducing atmosphere is fired in an oxidizing atmosphere at 600 ° C. to 900 ° C. to thereby increase the vicinity of the surface. When a part of Eu2 valence is made trivalent, oxygen defects in the phosphor can be greatly reduced, and the amount of moisture adsorbed can be greatly reduced.
なお、上述の説明では、赤色蛍光体にY(V、P)O4、緑色蛍光体にBAM−Mn系、青色蛍光体にEuが2価のみのBaMgAl10O17:Euをそれぞれ用いた例で説明したが、放電特性や画質の劣化が低下しない範囲で、赤色蛍光体として従来の赤色蛍光体である(Y、Gd)BO3:Euとの混合蛍光体や、緑色蛍光体として従来の緑色蛍光体である(Y、Gd)BO3:TbあるいはZn2SiO4:Mnとの混合蛍光体を用いてもよい。 In the above description, Y (V, P) O 4 is used for the red phosphor, BAM-Mn system is used for the green phosphor, and BaMgAl10O17: Eu, which has only two valences Eu, is used for the blue phosphor. However, as long as the discharge characteristics and image quality are not deteriorated, the red phosphor is a conventional red phosphor (Y, Gd) BO 3 : Eu mixed phosphor, and the green phosphor is a conventional green phosphor. (Y, Gd) BO 3 : Tb or Zn 2 SiO 4 : Mn mixed phosphor may be used.
以上のように、本発明の実施の形態におけるPDPでは、PDP10の放電空間36内に充填されている放電ガスとしてキセノン(Xe)、ネオン(Ne)ガスを用い、キセノン(Xe)ガスの圧力を12kPa以上と高く設定している。そのために、高輝度を実現することができる。緑色蛍光体層には、水分吸着量の少ないBAM−Mn系の蛍光体材料を用い、保護層としては駆動電圧を低減が可能なCa元素を含むMgOを用いている。そのため、Xe圧力を12kPa以上に高く設定しても、XeイオンやXeの励起原子による衝撃によって蛍光体層から発生する水分の放出を抑制し、2次電子やエキソ電子の放出を容易として放電電圧を低くすることができる。これらの結果、高輝度、高効率で放電が安定した高品質の画像表示を実現することができる。
As described above, in the PDP according to the embodiment of the present invention, xenon (Xe) or neon (Ne) gas is used as the discharge gas filled in the
次に、上記の実施の形態で述べた検討実験の詳細を実施例として説明する。
(実施例)
本実施例では、各色の蛍光体の材料組成、保護層26の材料組成を変えた42インチのフルハイビジョンテレビ用のPDP装置を作製し、放電ガスとしてのキセノン(Xe)の圧力を変化させ、以下の実験とともに、画像表示の輝度、放電電圧、放電の安定性について検討した。その結果を表1に示す。表1では、蛍光体材料の組成、蛍光体粉末への水分吸着量、キセノン(Xe)圧力、保護層26の材料組成をパラメータとして、PDPの輝度、放電の安定性、放電電圧を検討した。その結果を表1に示す。
Next, the details of the examination experiment described in the above embodiment will be described as examples.
(Example)
In this example, a 42-inch full high-definition television PDP device in which the material composition of each color phosphor and the material composition of the protective layer 26 was changed was produced, and the pressure of xenon (Xe) as a discharge gas was changed, Along with the following experiments, the brightness of the image display, the discharge voltage, and the stability of the discharge were examined. The results are shown in Table 1. In Table 1, the brightness of the PDP, the stability of the discharge, and the discharge voltage were examined using the composition of the phosphor material, the amount of moisture adsorbed on the phosphor powder, the xenon (Xe) pressure, and the material composition of the protective layer 26 as parameters. The results are shown in Table 1.
表1には、蛍光体粉体に吸着された水分量を示している。蛍光体粉体へのガスの吸着量は市販のTDS装置で測定した。蛍光体粉体をTDS装置の試料室に設置して高真空中で加熱昇温させ、昇温中に脱離してくるガスを四重極質量分析して脱離した水分(H2O)量を測定した。 Table 1 shows the amount of water adsorbed on the phosphor powder. The amount of gas adsorbed on the phosphor powder was measured with a commercially available TDS apparatus. The amount of moisture (H 2 O) desorbed by placing the phosphor powder in the sample chamber of the TDS apparatus, heating and heating in high vacuum, and performing quadrupole mass spectrometry on the gas desorbed during the temperature increase. Was measured.
また、表1には、キセノン(Xe)圧力を変えた場合のPDPの輝度を、表示電極対を構成する走査電極22と維持電極23との間に、通常180V、200kHzの交流電圧を印加し輝度計によって測定した結果を示す。また、走査電極22と維持電極23との間に、交流電圧を印加して安定に放電が維持できる放電維持電圧を測定している。 Table 1 also shows the brightness of the PDP when the xenon (Xe) pressure is changed, with an AC voltage of typically 180 V and 200 kHz applied between the scan electrode 22 and the sustain electrode 23 constituting the display electrode pair. The result measured by the luminance meter is shown. In addition, a discharge sustain voltage that can maintain a stable discharge by applying an AC voltage between the scan electrode 22 and the sustain electrode 23 is measured.
また、保護層26の材料組成として、MgOに対するCaOの添加量を変えている。添加量は、電子ビーム蒸着をする際のターゲットの組成割合を変えて保護層26の材料組成を変えている。 Further, as the material composition of the protective layer 26, the amount of CaO added to MgO is changed. The addition amount changes the material composition of the protective layer 26 by changing the composition ratio of the target when performing electron beam evaporation.
さらに、PDP装置を10分間点灯させ、画面にちらつき(アドレスミス)が発生するかどうかを目視によって行った結果も示す。 Further, the result of visual observation of whether or not flickering (address miss) occurs on the screen after the PDP device is turned on for 10 minutes is also shown.
一方、図4は、本発明の実施の形態におけるPDPにおいて、緑色蛍光体としてZSM系を用いた場合の輝度とBAM−Mn系を用いた場合の輝度の比と、放電ガスのキセノン(Xe)圧力との関係を示す図である。 On the other hand, FIG. 4 shows the ratio of the luminance when the ZSM system is used as the green phosphor and the luminance when the BAM-Mn system is used in the PDP according to the embodiment of the present invention, and the discharge gas xenon (Xe). It is a figure which shows the relationship with a pressure.
なお、表1における試料No1〜試料No7が本発明の実施の形態におけるPDPであり、試料No8〜試料No10は本発明の実施の形態との比較例である。 In addition, sample No1-sample No7 in Table 1 are PDP in embodiment of this invention, and sample No8-sample No10 is a comparative example with embodiment of this invention.
図4に示すように、キセノン(Xe)圧力が、12kPaより大きい場合には、緑色蛍光体としてBAM−Mn系の材料を用いた方が、ZSM系の材料を用いた場合よりも輝度を高くすることができる。すなわち、緑色蛍光体としてのZSM系の材料はキセノン(Xe)圧力の増加に対して輝度飽和が発生するが、BAM−Mn系の緑色蛍光体はキセノン(Xe)圧力の増加に対して輝度飽和を発生しない。 As shown in FIG. 4, when the xenon (Xe) pressure is larger than 12 kPa, the brightness is higher when the BAM-Mn material is used as the green phosphor than when the ZSM material is used. can do. That is, the ZSM-based material as the green phosphor is saturated with luminance as the xenon (Xe) pressure increases, whereas the BAM-Mn green phosphor is saturated with luminance as the xenon (Xe) pressure increases. Does not occur.
蛍光体の輝度飽和の要因は、蛍光体材料から放出される水分などのガスであると推測している。すなわち、キセノン(Xe)分圧を増加させると放電開始電圧が上昇するために、印加されるパルス電圧も高くなり、結果として放電空間中のXeイオンやXeの励起粒子の量が増大する。これらの増大した励起粒子により、MgO保護層や蛍光体層が衝撃受け、水分吸着量が多い蛍光体から大量の水分などのガスが放出される。このようなガスが、真空紫外線を一部吸収して、有効に蛍光体を励起発光させることができなくなり、結果として輝度飽和が起こり、期待されたほどのXe分圧の増大効果が得られなくなったのではないかと推測している。 It is presumed that the luminance saturation factor of the phosphor is a gas such as moisture released from the phosphor material. That is, when the xenon (Xe) partial pressure is increased, the discharge start voltage increases, so that the applied pulse voltage also increases, and as a result, the amount of Xe ions and Xe excited particles in the discharge space increases. Due to these increased excited particles, the MgO protective layer and the phosphor layer receive an impact, and a large amount of gas such as moisture is released from the phosphor having a large moisture adsorption amount. Such a gas absorbs part of the vacuum ultraviolet rays, and the phosphor cannot be excited and emitted effectively. As a result, luminance saturation occurs and the expected Xe partial pressure increase effect cannot be obtained. I guess it was.
また、表1に示すように、本発明の実施の形態である実施例1〜7に示すように、緑色蛍光体として、BAM−Mn系のBaAl12O19:Mn2+、BaMgAl10O17:Mn2+、BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+のうちのいずれか1種を、保護層としてCaOを1%〜30%添加したMgOを用いたPDPでは、キセノン(Xe)ガスの圧力が12kPa以上になっても、従来の低キセノン(Xe)分圧(12kPa未満)の場合よりも放電電圧が低く、しかも高輝度で画像表示のちらつきもないことがわかった。
Further, as shown in Table 1, as shown in Examples 1 to 7, which are embodiments of the present invention, as a green phosphor, a BAM-Mn-based BaAl 12 O 19 : Mn 2+ , BaMgAl 10 O 17 is used. Xenon (Xe) gas in PDP using MgO with 1% to 30% of CaO added as a protective layer, any one of:
また、このとき、これらの緑色蛍光体の水分吸着量は、およそ0.17cc/g以下であり試料No9、10の緑色蛍光体に比べても少ない。したがって、水分吸着量の多い緑色蛍光体から水分放出が抑制され、CaOとMgOとの複合酸化膜を用いる場合の水分による放電電圧上昇を抑制することができる。 At this time, the water adsorption amount of these green phosphors is about 0.17 cc / g or less, which is smaller than that of the sample Nos. 9 and 10 green phosphors. Accordingly, moisture release is suppressed from the green phosphor having a large moisture adsorption amount, and an increase in discharge voltage due to moisture when using a composite oxide film of CaO and MgO can be suppressed.
したがって、本発明の特徴である、BAM−Mn系で水分の吸着量の少ない緑色蛍光体を用い、保護層にCaOを1%〜30%添加したMgOを用いると、従来の緑色蛍光体を使用した場合より高い輝度が維持できることがわかる。さらに、これらの蛍光体は水分の吸着が少ないため、Ca元素を添加したMgOの保護層に吸着する水分が少なくなり、駆動が長期にわたった場合にも、放電電圧の上昇を抑制してちらつきのない安定した画像表示を維持できる。したがって、高キセノン(Xe)圧力でも、MgOに吸着する水分が少なくなり、高キセノン(Xe)圧力、すなわち、放電ガス中のキセノン(Xe)濃度を高めても放電電圧の上昇が抑えられるものである。 Therefore, if a green phosphor that is a BAM-Mn type and has a small amount of water adsorption, which is a feature of the present invention, and MgO with 1 to 30% of CaO added to the protective layer is used, the conventional green phosphor is used. It can be seen that a higher luminance can be maintained than in the case. Furthermore, since these phosphors have little moisture adsorption, the amount of moisture adsorbed on the MgO protective layer to which Ca element is added decreases, and even when the drive is performed over a long period of time, the rise in the discharge voltage is suppressed and flickering occurs. Can maintain stable image display. Therefore, even at a high xenon (Xe) pressure, the amount of moisture adsorbed on MgO is reduced, and even if the high xenon (Xe) pressure, that is, the xenon (Xe) concentration in the discharge gas is increased, an increase in discharge voltage can be suppressed. is there.
一方、試料No8では、緑色蛍光体に実施例1〜7と同様のBAM−Mn系を用いているがキセノン(Xe)圧力が9kPaと低いため、PDPの輝度は、従来のZSM系を用いた場合と同程度の低い輝度であった。このことから、本発明の実施の形態では、放電ガス中のキセノン(Xe)圧力が高い場合に効果が顕著であることがわかる。 On the other hand, in sample No. 8, the same BAM-Mn system as in Examples 1 to 7 was used for the green phosphor, but the xenon (Xe) pressure was as low as 9 kPa, so the brightness of the PDP used the conventional ZSM system The luminance was as low as the case. From this, it can be seen that in the embodiment of the present invention, the effect is remarkable when the xenon (Xe) pressure in the discharge gas is high.
また、試料No9は、緑色蛍光体として従来の(Y、Gd)BO3:Tb系蛍光体を使用しているために緑色蛍光体への水分吸着量が多い。そのため、キセノン(Xe)圧力を20kPaに高めても輝度の上昇は小さく、さらに放電電圧が上昇して放電も不安定であることがわかる。 Sample No. 9 uses a conventional (Y, Gd) BO 3 : Tb phosphor as a green phosphor, and therefore has a large amount of moisture adsorption to the green phosphor. Therefore, it can be seen that even when the xenon (Xe) pressure is increased to 20 kPa, the increase in luminance is small, the discharge voltage is further increased, and the discharge is unstable.
また、試料No10は、緑色蛍光体として従来のZSM系蛍光体を使用しているために緑色蛍光体への水分吸着量が多い。そのため、試料No1〜7では効果のあったキセノン(Xe)圧力を12kPaでも輝度は低く、放電電圧が上昇して放電も不安定であることがわかる。 In addition, since sample No. 10 uses a conventional ZSM phosphor as the green phosphor, the amount of moisture adsorbed on the green phosphor is large. Therefore, it can be seen that even when the xenon (Xe) pressure that was effective in sample Nos. 1 to 7 was 12 kPa, the luminance was low, the discharge voltage increased, and the discharge was unstable.
さらに、本発明の実施の形態では、緑色蛍光体材料であるBAM−Mn系材料の、Mnの2価のうちの一部を3価とすると、蛍光体の酸素欠陥を大幅に低減して蛍光体への水分の吸着量を低減し、真空紫外線の吸収を抑制して有効に蛍光体を励起発光させることができる。その結果として、輝度をさらに向上させることができる。さらに、BAM−Mn系材料のうちの、BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+の緑色蛍光体材料のEuの2価のうちの一部を3価とすることによっても、蛍光体の酸素欠陥を大幅に低減して蛍光体への水分の吸着量を低減し、真空紫外線の吸収を抑制して有効に蛍光体を励起発光させることができる。 Furthermore, in the embodiment of the present invention, when a part of the bivalent Mn of the BAM-Mn material, which is a green phosphor material, is trivalent, the oxygen defects of the phosphor are greatly reduced and fluorescence is reduced. The amount of moisture adsorbed on the body can be reduced and the absorption of vacuum ultraviolet rays can be suppressed to effectively cause the phosphor to excite and emit light. As a result, the luminance can be further improved. Further, among the BAM-Mn-based materials, BaMgAl 10 O 17 : Eu 2+ , Mn 2+ green phosphor material Eu may be partially trivalent to make it trivalent. Oxygen defects can be greatly reduced to reduce the amount of moisture adsorbed on the phosphor, and absorption of vacuum ultraviolet rays can be suppressed to effectively cause the phosphor to excite and emit light.
以上のように、本発明の実施の形態におけるPDPによれば、緑色蛍光体として、BAM−Mn系のBaAl12O19:Mn2+、BaMgAl10O17:Mn2+、BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+のうちのいずれか1種を、保護層としてCaOを1%〜30%添加したMgOを、さらにキセノン(Xe)ガスの圧力を12kPa以上とすることにより、放電電圧が低く、しかも高輝度で画像表示のちらつきのPDPを実現することができる。 As described above, according to the PDP in the embodiment of the present invention, as the green phosphor, BAM-Mn-based BaAl 12 O 19 : Mn 2+ , BaMgAl 10 O 17 : Mn 2+ , BaMgAl 10 O 17 : When any one of Eu 2+ and Mn 2+ is added with MgO added with 1% to 30% of CaO as a protective layer, and the pressure of xenon (Xe) gas is set to 12 kPa or more, the discharge voltage is reduced. A low-intensity and high-flicker PDP with image display can be realized.
上記実施の形態は、本発明の構成およびそこから奏される作用効果を説明するために一例として用いたものであって、本発明は、上記特徴とする部分以外の点において、これに限定を受けるものではない。例えば、放電ガスとして、上記実施の形態では、キセノン(Xe)−ネオン(Ne)の2元系の混合ガスについて説明したが、これらに、第3のガスを添加してなる放電ガスに対しても適用が可能である。 The above embodiment is used as an example to explain the configuration of the present invention and the effects obtained therefrom, and the present invention is not limited to this except for the features described above. It is not something to receive. For example, in the above embodiment, the xenon (Xe) -neon (Ne) binary mixed gas has been described as the discharge gas. However, the discharge gas is obtained by adding a third gas to the discharge gas. Is also applicable.
本発明は、高い発光効率を維持しながら、安定した表示性能を維持することができ、大型で高精細なテレビジョンあるいは大型表示装置などに適用することが可能である。 The present invention can maintain stable display performance while maintaining high luminous efficiency, and can be applied to a large, high-definition television or a large display device.
1 プラズマディスプレイ装置
10 プラズマディスプレイパネル(PDP)
21 前面板
22 走査電極
23 維持電極
24 表示電極対
25 誘電体層
26 保護層
31 背面板
32 データ電極
33 下地誘電体層
34 隔壁
35R 赤色蛍光体層
35G 緑色蛍光体層
35B 青色蛍光体層
36 放電空間
41 画像信号処理回路
42 データ電極駆動回路
43 走査電極駆動回路
44 維持電極駆動回路
45 タイミング発生回路
1
21 Front plate 22 Scan electrode 23 Sustain
Claims (4)
前記保護層をCa元素を含むMgO材料で構成し、前記緑色蛍光体層を形成する緑色蛍光体材料がBaAl12O19:Mn2+、BaMgAl10O17:Mn2+、BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+のうちのいずれか1種であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。 A front plate having a display electrode formed on the front substrate, a dielectric layer covering the display electrode, and a protective layer covering the dielectric layer, a data electrode formed on the rear substrate, and the data electrode are provided to cover the data electrode Discharging a base dielectric layer, a partition provided on the base dielectric layer, a side surface of the partition, and a back plate having a red phosphor layer, a green phosphor layer, and a blue phosphor layer formed on the base dielectric layer A plasma display panel arranged opposite to form a space,
The protective layer is made of an MgO material containing Ca element, and the green phosphor material forming the green phosphor layer is BaAl 12 O 19 : Mn 2+ , BaMgAl 10 O 17 : Mn 2+ , BaMgAl 10 O 17 : A plasma display panel, which is one of Eu 2+ and Mn 2+ .
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