JP2013127903A - Plasma display panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラズマディスプレイパネル(PDP)に関するものである。 The present invention relates to a plasma display panel (PDP).
PDP用赤色蛍光体には、真空紫外光励起による輝度が高い(Y,Gd)BO3:Euが広く使用されている。(Y,Gd)BO3:Euは、パネル製造プロセスによる劣化が少なく、また、適切な光学フィルタ設計により良好な色度を示す。しかし、残光時間が10ms程度と比較的長く、この長残光時間によりPDPとしての動画特性が悪化する。さらに、立体映像を表現できる3D−PDPにおいては、残光時間が長くなると動画クロストーク(左目画像と右目画像の重なり)が悪化し、立体映像が破綻する。そのため、PDP用途では残光時間が短い赤色蛍光体が強く求められている。 For the red phosphor for PDP, (Y, Gd) BO 3 : Eu, which has a high luminance by vacuum ultraviolet light excitation, is widely used. (Y, Gd) BO 3 : Eu is less degraded by the panel manufacturing process and exhibits good chromaticity due to an appropriate optical filter design. However, the afterglow time is relatively long as about 10 ms, and the moving image characteristic as the PDP is deteriorated by this long afterglow time. Further, in the 3D-PDP that can express a stereoscopic video, when the afterglow time becomes long, the moving image crosstalk (overlapping of the left-eye image and the right-eye image) deteriorates and the stereoscopic video breaks down. Therefore, a red phosphor having a short afterglow time is strongly demanded for PDP applications.
PDP用赤色蛍光体としては、例えば特許文献1では、(Y,Gd)2O3:Euを使用する方法が開示されている。特許文献2では、(Y,Gd)(P,V)O4:Euを使用する方法が開示されている。また、特許文献3では、(Y,Gd)2O3:Euと(Y,Gd)(P,V)O4:Euとを混合して使用する方法が開示されている。
As a red phosphor for PDP, for example, Patent Document 1 discloses a method using (Y, Gd) 2 O 3 : Eu.
しかしながら、発明者らの詳細な検討では、特許文献1、3に開示された蛍光体は、1/10残光時間は(Y,Gd)BO3:Eu赤色蛍光体に比べ短くなるものの、3D−PDP用として十分に短残光な発光を得るためには、大きく輝度が低下することがわかった。さらには、1/10残光時間以降では非常になだらかな減衰過程を示し、1/100残光時間としては非常に長い残光特性であり、3D−PDP用としては、クロストークに強く影響することがわかった。
However, according to detailed examinations by the inventors, the phosphors disclosed in
特許文献2に開示された蛍光体は、残光時間は(Y,Gd)BO3:Eu赤色蛍光体に比べ短いものの、3D−PDP用として不十分である。また、色度は優れているものの、パネル製造プロセスおよび画像表示のための駆動において劣化することが分かっており、輝度も不十分である。
The phosphor disclosed in
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、3D−PDP用に適する赤色蛍光体を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a red phosphor suitable for 3D-PDP.
上記課題を解決するために本発明は、真空紫外線により可視光を発する赤色蛍光体層とを備えたプラズマディスプレイパネルであって、前記赤色蛍光体層は、一般式(1−b)((1−a)Gd2O3・aY2O3)・bEu2O3(0≦a≦0.5、0.005≦b≦0.15)で表される蛍光体を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a plasma display panel including a red phosphor layer that emits visible light by vacuum ultraviolet rays, wherein the red phosphor layer has the general formula (1-b) ((1 characterized in that it comprises a phosphor represented by -a) Gd 2 O 3 · aY 2 O 3) · bEu 2 O 3 (0 ≦ a ≦ 0.5,0.005 ≦ b ≦ 0.15) .
さらに本発明においては、前記赤色蛍光体層は、さらに一般式p((1−q−r)Gd2O3・q(Y2O3)・r(Eu2O3))・(1−s)P2O5・sV2O5(0.99≦p≦1.1、0≦q≦0.99、0.01≦r≦0.1、q+r≦1、0≦s≦0.95)で表される蛍光体を70重量%以下含むことを特徴とする。 Furthermore, in the present invention, the red phosphor layer further includes the general formula p ((1-q-r) Gd 2 O 3 .q (Y 2 O 3 ) .r (Eu 2 O 3 )). (1- s) P 2 O 5 .sV 2 O 5 (0.99 ≦ p ≦ 1.1, 0 ≦ q ≦ 0.99, 0.01 ≦ r ≦ 0.1, q + r ≦ 1, 0 ≦ s ≦ 0. The phosphor represented by (95) is 70% by weight or less.
本発明によれば、残光時間が短く、高効率で輝度が高くかつ色純度が高いPDPを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a PDP with a short afterglow time, high efficiency, high luminance, and high color purity.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
本発明による第1の蛍光体は、一般式(1−b)((1−a)Gd2O3・aY2O3)・bEu2O3(0≦a≦0.5、0.01≦b≦0.15)で表される。aとbについて、輝度と残光時間および色度の観点から好ましい範囲は、0.05<a≦0.20、0.05≦b≦0.10である。 The first phosphor according to the present invention has a general formula (1-b) ((1-a) Gd 2 O 3 .aY 2 O 3 ) .bEu 2 O 3 (0 ≦ a ≦ 0.5, 0.01 ≦ b ≦ 0.15). Regarding a and b, preferred ranges from the viewpoint of luminance, afterglow time, and chromaticity are 0.05 <a ≦ 0.20 and 0.05 ≦ b ≦ 0.10.
また、前記第1の蛍光体に混合する第2の蛍光体は、一般式p((1−q−r)Gd2O3・q(Y2O3)・r(Eu2O3))・(1−s)P2O5・sV2O5(1.001≦p≦1.1、0≦q≦0.97、0.03≦r≦0.1、q+r≦1、0≦s≦0.95)で表される。
Further, the second phosphor to be mixed with the first phosphor has the general formula p ((1-q-r ) Gd 2
以下、本発明の蛍光体の製造方法について説明するが、本発明の蛍光体の製造方法は以下に限られるものではない。 Hereinafter, although the manufacturing method of the fluorescent substance of this invention is demonstrated, the manufacturing method of the fluorescent substance of this invention is not restricted to the following.
原料としては、高純度(純度99%以上)の水酸化物、炭酸塩、硝酸塩など、焼成により酸化物になる化合物かまたは、高純度(純度99%以上)の酸化物を用いることができる。 As a raw material, a high purity (purity 99% or more) hydroxide, carbonate, nitrate, or other compound that becomes an oxide upon firing, or a high purity (purity 99% or more) oxide can be used.
また、反応を促進するために、フッ化物(フッ化リチウム等)や塩化物(塩化バリウム等)を少量添加することが好ましい。 In order to accelerate the reaction, it is preferable to add a small amount of fluoride (such as lithium fluoride) or chloride (such as barium chloride).
蛍光体の製造は、上記の原料を混合し、焼成して行うが、原料の混合方法としては、溶液中での湿式混合でも乾燥粉体の乾式混合でもよく、工業的に通常用いられるボールミル、媒体撹拌ミル、遊星ミル、振動ミル、ジェットミル、V型混合機、攪拌機等を用いることができる。 The phosphor is produced by mixing and firing the above raw materials. The raw material may be mixed by wet mixing in a solution or dry mixing of a dry powder. A medium stirring mill, a planetary mill, a vibration mill, a jet mill, a V-type mixer, a stirrer, or the like can be used.
混合粉体の焼成方法は、蛍光体の組成系により異なる。本発明の第1蛍光体の焼成は、まず、大気中において1100〜1300℃の温度範囲で1〜50時間程度行う。さらに、窒素ガスあるいは炭酸ガス等による特定酸素分圧雰囲気で、1000〜1400℃の温度範囲で1〜50時間程度焼成を行う。 The method for firing the mixed powder varies depending on the composition system of the phosphor. The first phosphor of the present invention is first fired in the atmosphere at a temperature range of 1100 to 1300 ° C. for about 1 to 50 hours. Further, firing is performed for about 1 to 50 hours in a temperature range of 1000 to 1400 ° C. in a specific oxygen partial pressure atmosphere such as nitrogen gas or carbon dioxide gas.
また、前記第2蛍光体の焼成は、大気中において1100〜1400℃の温度範囲で1〜20時間程度行う。焼成に用いる炉は、工業的に通常用いられる炉を用いることができ、プッシャー炉等の連続式またはバッチ式の電気炉やガス炉を用いることができる。得られた蛍光体粉末を、ボールミルやジェットミルなどを用いて再度粉砕し、さらに必要に応じて洗浄あるいは分級することにより、蛍光体粉末の粒度分布や流動性を調整することができる。 The second phosphor is fired in the air at a temperature range of 1100 to 1400 ° C. for about 1 to 20 hours. The furnace used for firing may be an industrially used furnace, and a continuous or batch type electric furnace or gas furnace such as a pusher furnace may be used. The obtained phosphor powder is pulverized again using a ball mill, a jet mill or the like, and further washed or classified as necessary, thereby adjusting the particle size distribution and fluidity of the phosphor powder.
本発明の蛍光体は、輝度および色純度が高いため、本発明の蛍光体を、蛍光体層を有する発光装置に適用すれば、高効率の発光装置を構成することができる。具体的には、従来の(Y,Gd)BO3:Eu等の赤色蛍光体が使用される蛍光体層を有する発光装置において、(Y,Gd)BO3:Eu等の赤色蛍光体を本発明の第1あるいは第2の蛍光体に置換えればよい。発光装置の例としては、PDP、蛍光パネル、蛍光ランプ(例、無水銀蛍光ランプ)等が挙げられ、これらのうち、PDPが好適である。
Since the phosphor of the present invention has high luminance and color purity, a highly efficient light-emitting device can be configured by applying the phosphor of the present invention to a light-emitting device having a phosphor layer. Specifically, conventional (Y, Gd) BO 3: the red phosphor such as Eu: the light-emitting device having a phosphor layer red phosphor is used, such as Eu, (Y, Gd)
以下に、交流面放電型PDPを例として説明する。 Hereinafter, an AC surface discharge type PDP will be described as an example.
図1は、交流面放電型PDP10の主要構造を示す斜視断面図である。なお、ここで示すPDPは、便宜的に、42インチクラスの1024×768画素仕様に合わせたサイズ設定にて図示しているが、他のサイズや仕様に適用してもよいのは勿論である。
FIG. 1 is a perspective sectional view showing the main structure of an AC surface
図1で示すように、このPDP10は、フロントパネル20とバックパネル26とを有しており、それぞれの主面が対向するようにして配置されている。
As shown in FIG. 1, the
このフロントパネル20は、前面基板としてのフロントパネルガラス21と、このフロントパネルガラス21の一方主面に設けられた帯状の表示電極(X電極23、Y電極22)と、この表示電極を覆う厚さ約30μmの前面側誘電体層24と、この前面側誘電体層24の上に設けられた厚さ約1.0μmの保護層25とを含んでいる。
The
上記表示電極は、厚さ0.1μm、幅150μmの帯状の透明電極220(230)と、この透明電極上に重ね設けられた厚さ7μm、幅95μmのバスライン221(231)とを含んでいる。また、各対の表示電極が、x軸方向を長手方向としてy軸方向に複数配置されている。 The display electrode includes a strip-shaped transparent electrode 220 (230) having a thickness of 0.1 μm and a width of 150 μm, and a bus line 221 (231) having a thickness of 7 μm and a width of 95 μm provided on the transparent electrode. Yes. A plurality of pairs of display electrodes are arranged in the y-axis direction with the x-axis direction as the longitudinal direction.
また、各対の表示電極(X電極23、Y電極22)は、それぞれフロントパネルガラス21の幅方向(y軸方向)の端部付近で、パネル駆動回路(図示せず)と電気的に接続されている。なお、Y電極22は一括してパネル駆動回路に接続され、X電極23はそれぞれ独立してパネル駆動回路に接続されている。パネル駆動回路を用いて、Y電極22と特定のX電極23とに給電すると、X電極23とY電極22との間隙(約80μm)に面放電(維持放電)が発生する。X電極23はスキャン電極として作動させることもでき、これにより、後述するアドレス電極28との間で書き込み放電(アドレス放電)を発生させることができる。
Each pair of display electrodes (
上記バックパネル26は、背面基板としてのバックパネルガラス27と、複数のアドレス電極28と、背面側誘電体層29と、隔壁30と、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の何れかに対応する蛍光体層31〜33とを含んでいる。蛍光体層31〜33は、隣り合う2つの隔壁30の側壁とその間の背面側誘電体層29とに接して設けられており、また、x軸方向に繰り返して配列されている。
The
赤色蛍光体層(R)は、上述した本発明の赤色蛍光体を含んでいる。他方、緑色蛍光体層(G)および青色蛍光体層(B)は一般的な蛍光体を含んでいる。例えば、緑色蛍光体としてはZn2SiO4:MnやZn2SiO4:MnとY3Al5O12:Ceとの混合物が、青色蛍光体としてはBaMgAl10O17:Euが挙げられる。 The red phosphor layer (R) includes the above-described red phosphor of the present invention. On the other hand, the green phosphor layer (G) and the blue phosphor layer (B) contain a general phosphor. For example, the green phosphor may be Zn 2 SiO 4 : Mn or a mixture of Zn 2 SiO 4 : Mn and Y 3 Al 5 O 12 : Ce, and the blue phosphor may be BaMgAl 10 O 17 : Eu.
各蛍光体層は、蛍光体粒子を溶解させた蛍光体インクを、例えばメニスカス法やラインジェット法などの公知の塗布方法により隔壁30および背面側誘電体層29に塗布し、これを乾燥や焼成(例えば500℃で10分)することにより形成できる。上記蛍光体インクは、例えば体積平均粒径2μmの緑色蛍光体30質量%と、重量平均分子量約20万のエチルセルロース4.5質量%と、ブチルカルビトールアセテート65.5質量%とを混合して作製することができる。また、その粘度を、最終的に2000〜6000cps(2〜6Pas)程度となるように調整すると、隔壁30に対するインクの付着力を高めることができて好ましい。
For each phosphor layer, a phosphor ink in which phosphor particles are dissolved is applied to the
アドレス電極28はバックパネルガラス27の一方主面に設けられている。また、背面側誘電体層29はアドレス電極28を覆うようにして設けられている。また、隔壁30は、高さが約150μm、幅が約40μmであり、y軸方向を長手方向とし、隣接するアドレス電極28のピッチに合わせて、背面側誘電体層29の上に設けられている。
The
上記アドレス電極28は、それぞれが厚さ5μm、幅60μmであり、y軸方向を長手方向としてx軸方向に複数配置されている。また、このアドレス電極28は、ピッチが一定間隔(約150μm)となるように配置されている。なお、複数のアドレス電極28は、それぞれ独立して上記パネル駆動回路に接続されている。それぞれのアドレス電極に個別に給電することによって、特定のアドレス電極28と特定のX電極23との間でアドレス放電させることができる。
Each of the
フロントパネル20とバックパネル26とは、アドレス電極28と表示電極とが直交するように配置している。封着部材としてのフリットガラス封着部(図示せず)により両パネル20、26の外周縁部が封着されている。フリットガラス封着部によって密封されたフロントパネル20とバックパネル26との間の密閉空間には、He、Xe、Ne等の希ガス成分からなる放電ガスが所定の圧力(通常6.7×104〜1.0×105Pa程度)で封入されている。
The
なお、隣接する2つの隔壁30の間に対応する空間が、放電空間34となる。また、一対の表示電極と1本のアドレス電極28とが放電空間34を挟んで交叉する領域が、画像を表示するセルに対応している。なお、本例では、x軸方向のセルピッチは約300μm、y軸方向のセルピッチは約675μmに設定されている。
A space corresponding to the space between two
また、PDP10の駆動時には、パネル駆動回路によって、特定のアドレス電極28と特定のX電極23とにパルス電圧を印加してアドレス放電させた後、一対の表示電極(X電極23、Y電極22)の間にパルスを印加し、維持放電させる。これにより発生させた短波長の紫外線(波長約147nmを中心波長とする共鳴線および172nmを中心波長とする分子線)を用いて、蛍光体層31〜33に含まれる蛍光体を可視光発光させることで、所定の画像をフロントパネル側に表示することができる。
When driving the
以下、具体的な実施例および比較例を挙げて本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with specific examples and comparative examples.
<第1の蛍光体試料の作製>
出発原料として、Gd2O3およびEu2O3を用い、これらを所定の組成になるよう秤量して0.1mol/Lの硝酸水溶液に溶解した。溶解は80℃に加熱して実施した。その後、0.4mol/Lのシュウ酸水溶液により共沈させた。この沈殿物に対してろ過および水洗を数回実施し、乾燥させた。乾燥粉体を大気中で1300℃にて4時間焼成し、さらに炭酸ガス中で、1000℃で2時間焼成して蛍光体を得た。硝酸水溶液の量は、原料1kgに対して約35Lとし、シュウ酸水溶液量もそれに合わせた。
<Preparation of first phosphor sample>
Gd 2 O 3 and Eu 2 O 3 were used as starting materials, and these were weighed to a predetermined composition and dissolved in a 0.1 mol / L nitric acid aqueous solution. The dissolution was performed by heating to 80 ° C. Then, it co-precipitated with 0.4 mol / L oxalic acid aqueous solution. The precipitate was filtered and washed several times and dried. The dried powder was fired at 1300 ° C. for 4 hours in the air, and further fired in carbon dioxide gas at 1000 ° C. for 2 hours to obtain a phosphor. The amount of the nitric acid aqueous solution was about 35 L with respect to 1 kg of the raw material, and the amount of the oxalic acid aqueous solution was adjusted accordingly.
<輝度および色度の測定>
実施例および比較例の蛍光体試料に対し、真空中で波長146nmの真空紫外光を照射し、可視領域の発光を測定することで実施した。作製した蛍光体の組成比と、CIE色度座標値(x、y)、1/10残光値および1/100残光値を表1に示す。尚、表1において*1は比較例であり、炭酸ガス中での熱処理を行っていないものである。
<Measurement of luminance and chromaticity>
The phosphor samples of Examples and Comparative Examples were irradiated with vacuum ultraviolet light having a wavelength of 146 nm in a vacuum, and the emission in the visible region was measured. Table 1 shows the composition ratio, CIE chromaticity coordinate value (x, y), 1/10 afterglow value, and 1/100 afterglow value of the produced phosphor. In Table 1, * 1 is a comparative example and is not subjected to heat treatment in carbon dioxide gas.
表1から明らかなように、Eu濃度の増加に伴い、残光時間を低減することができ、さらに、炭酸ガス中での熱処理を行っていないものに比べ、1/100残光時間を大きく低減できることがわかる。また組成比が0.05≦b≦0.10の蛍光体(試料番号2〜4)では、赤色発光の色純度が優れている(色度x値が大きく、y値が小さい)。中でも、組成比がb=0.075の蛍光体(試料番号3、4)では、特に色純度が良い。なお、b>0.10では輝度が低下するため、好ましくない。
As can be seen from Table 1, as the Eu concentration increases, the afterglow time can be reduced, and the 1/100 afterglow time is greatly reduced compared to the case where heat treatment in carbon dioxide gas is not performed. I understand that I can do it. In addition, phosphors having a composition ratio of 0.05 ≦ b ≦ 0.10 (
また、作製した蛍光体の組成比と、輝度(Y)、色度(x、y)および1/10残光値を表2に示す。ただし、Yは国際照明委員会XYZ表色系における輝度Yであり、試料番号3に対する相対値であり、一般的なPDPに用いられている、Neカットフィルターを透過した後の輝度を示している。なお、表2において*2〜4は比較例であり、*2は炭酸ガス中での熱処理を行っていないもの、*3、*4はそれぞれ市販されているY(P,V)O4:Eu、(Y,Gd)BO3:Euである。
Table 2 shows the composition ratio, luminance (Y), chromaticity (x, y), and 1/10 afterglow value of the prepared phosphor. However, Y is the brightness | luminance Y in an international lighting committee XYZ color system, is a relative value with respect to the
表2から明らかなように、Gd置換量に伴い、残光値を低減することができ、なおかつ炭酸ガス中での熱処理を行うことでさらに輝度が増加することがわかる。組成比が本発明の組成範囲内にある蛍光体は、真空紫外光励起による輝度が高く、色度座標値、残光時間ともに良特性を示す。中でも、組成比が0.10≦a≦0.20の組成範囲内にある蛍光体(試料番号7、8)では、特に輝度が高く、色度・残光値ともに、Y(P,V)O4:Eu、(Y,Gd)BO3:Eu以上の特性を示す。 As can be seen from Table 2, the afterglow value can be reduced with the amount of Gd substitution, and the luminance is further increased by performing heat treatment in carbon dioxide gas. A phosphor having a composition ratio within the composition range of the present invention has high luminance due to excitation by vacuum ultraviolet light, and exhibits good characteristics in both chromaticity coordinate values and afterglow time. In particular, phosphors (sample numbers 7 and 8) having a composition ratio in the composition range of 0.10 ≦ a ≦ 0.20 have particularly high luminance, and both chromaticity and afterglow values are Y (P, V). O 4 : Eu, (Y, Gd) BO 3 : shows characteristics over Eu.
<第1、第2蛍光体を使用したパネルの輝度、色度、残光時間>
上記の試料番号8、*3と同様の赤色蛍光体を混合して使用し、上述した交流面放電型PDPの例と同様にして図1の構成を有するPDPを作製した。作製したPDPについて、パネル初期輝度(試料番号1のみを用いた場合に対する相対値)と色度および1/10残光時間を測定した。結果を表3に示す。パネルは赤色1色固定表示とした。
<Luminance, chromaticity and afterglow time of panel using first and second phosphors>
A red phosphor similar to that of Sample Nos. 8 and * 3 above was mixed and used, and a PDP having the configuration of FIG. 1 was produced in the same manner as in the example of the AC surface discharge type PDP described above. About the produced PDP, panel initial luminance (relative value with respect to the case of using only sample number 1), chromaticity, and 1/10 afterglow time were measured. The results are shown in Table 3. The panel has a fixed red color display.
表3から明らかなように、本発明の第1の蛍光体に対して第2の蛍光体を混合して使用することで、残光特性を著しく悪化させずに残光時間とパネル輝度が改善されていることが確認された。第2の蛍光体の混合量が70重量%以上の場合、残光時間の改善効果が認められないため、好ましくない。 As is apparent from Table 3, the afterglow time and panel brightness are improved without significantly deteriorating afterglow characteristics by using the second phosphor mixed with the first phosphor of the present invention. It has been confirmed. When the mixing amount of the second phosphor is 70% by weight or more, the effect of improving the afterglow time is not recognized, which is not preferable.
本発明の蛍光体を用いることにより、残光時間が短く、輝度と色純度が高い高効率のプラズマディスプレイパネルを提供することができる。 By using the phosphor of the present invention, it is possible to provide a high-efficiency plasma display panel having a short afterglow time and high luminance and color purity.
10 PDP
20 フロントパネル
21 フロントパネルガラス
22 Y電極(表示電極)
23 X電極(表示電極)
24 前面側誘電体層
25 保護層
26 バックパネル
27 バックパネルガラス
28 アドレス電極
29 背面側誘電体層
30 隔壁
31 蛍光体層(R)
32 蛍光体層(G)
33 蛍光体層(B)
34 放電空間
220 透明電極
221 バスライン
230 透明電極
231 バスライン
10 PDP
20
23 X electrode (display electrode)
24 Front-
32 Phosphor layer (G)
33 Phosphor layer (B)
34
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