JP3442973B2 - Plasma display panel - Google Patents

Plasma display panel

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JP3442973B2
JP3442973B2 JP20636597A JP20636597A JP3442973B2 JP 3442973 B2 JP3442973 B2 JP 3442973B2 JP 20636597 A JP20636597 A JP 20636597A JP 20636597 A JP20636597 A JP 20636597A JP 3442973 B2 JP3442973 B2 JP 3442973B2
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plasma display
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直寿 松田
正昭 玉谷
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイパネル(PDP)、およびPDPなど各種のディス
プレイに好適に用いることができる蛍光体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma display panel (PDP) and a phosphor suitable for use in various displays such as PDP.

【0002】[0002]

【従来の技術】プラズマディスプレイパネル(PDP)
は画面の大型化および薄型化が可能なことから、陰極線
管(CRT)に代わり得るフラットパネルディスプレイ
として注目されている。
2. Description of the Related Art Plasma display panel (PDP)
Since the screen can be made larger and thinner, it is attracting attention as a flat panel display that can replace a cathode ray tube (CRT).

【0003】面放電型AC型PDPは、放電セルを規定
する隔壁とアドレス電極と蛍光体層とを有する背面基板
と、アドレス電極に直交する方向に延びる透明電極と透
明誘電体層と保護層とを有する前面基板とを有する。蛍
光体層は、所定のセルにそれぞれ赤(R)、緑(G)、
青(B)の光を発光する蛍光体粉末のペーストを、スク
リーン印刷などによって塗布し乾燥することによって形
成される。これらの蛍光体層の厚さは20μm程度に設
定される。背面基板と前面基板との間に形成される放電
セル内には、He−Xe、Ne−Xeなどの混合ガスが
封入される。このPDPでは、放電セル内の前面基板の
近傍で面放電を起こし、放電ガスから生じる紫外線によ
り蛍光体を励起して可視光を発光させる。
The surface discharge type AC PDP has a back substrate having barrier ribs defining discharge cells, an address electrode and a phosphor layer, a transparent electrode extending in a direction orthogonal to the address electrode, a transparent dielectric layer and a protective layer. And a front substrate having. The phosphor layer has red (R), green (G), and
It is formed by applying a paste of phosphor powder that emits blue (B) light by screen printing and drying. The thickness of these phosphor layers is set to about 20 μm. A mixed gas of He-Xe, Ne-Xe, etc. is sealed in the discharge cell formed between the rear substrate and the front substrate. In this PDP, surface discharge is caused in the vicinity of the front substrate in the discharge cell, and the fluorescent substance is excited by the ultraviolet rays generated from the discharge gas to emit visible light.

【0004】従来、PDPの蛍光体層は、フラックスを
用いた焼成法で製造された蛍光体を用いて形成されてい
る。この方法により得られる蛍光体粒子の形状は多面体
である。このような蛍光体を用いてペーストを調製する
と、蛍光体粒子の分散性が悪く、蛍光体粒子が凝集しや
すい。このため、ペーストを塗布して蛍光体層を形成す
ると、蛍光体層の内部に空洞が生じるとともに、蛍光体
層の表面に凹凸が生じる。したがって、蛍光体層が厚く
なってセルの放電空間が狭くなるため、蛍光体を励起す
るための紫外線が少なくなって輝度が低下する。また、
蛍光体層表面の凹凸は発光を乱反射させるため、光の損
失が増大して輝度が低下するとともに輝度にバラツキが
生じる。実際に、現状のPDPの明るさは全体効率で
0.8[lm/W]であり、1.7[lm/W]という
明るさを示すCRTに比べて暗い。
Conventionally, the phosphor layer of the PDP is formed by using a phosphor manufactured by a firing method using a flux. The shape of the phosphor particles obtained by this method is a polyhedron. When a paste is prepared using such a phosphor, the dispersibility of the phosphor particles is poor and the phosphor particles tend to aggregate. Therefore, when the phosphor layer is formed by applying the paste, cavities are formed inside the phosphor layer and unevenness is generated on the surface of the phosphor layer. Therefore, the phosphor layer becomes thicker and the discharge space of the cell becomes narrower, so that the ultraviolet rays for exciting the phosphor are reduced and the brightness is lowered. Also,
Since the irregularities on the surface of the phosphor layer diffusely reflect the emitted light, the loss of light increases, the brightness decreases, and the brightness varies. Actually, the brightness of the current PDP is 0.8 [lm / W] in overall efficiency, which is darker than that of a CRT that shows a brightness of 1.7 [lm / W].

【0005】これまで、PDPの輝度を高めるために、
(1)粒子径が1.5μm以下の蛍光体粒子からなる蛍
光体層を形成する;(2)蛍光体層の厚さを前面側に向
かって徐々に厚くする;(3)蛍光体層の下に酸化チタ
ンからなる白色反射層を設ける;などの方法が採用され
ている。しかし、これらの方法は、蛍光体層の厚さが増
すことによる放電空間の狭域化および蛍光体層の表面の
凹凸による発光の乱反射により、輝度が低下するという
問題を本質的に解決するものではない。以上のように、
PDPには輝度をより改善することが要求されている。
Up to now, in order to increase the brightness of the PDP,
(1) Forming a phosphor layer composed of phosphor particles having a particle diameter of 1.5 μm or less; (2) gradually increasing the thickness of the phosphor layer toward the front side; (3) forming the phosphor layer A white reflecting layer made of titanium oxide is provided below; and the like. However, these methods essentially solve the problem that the brightness decreases due to the narrowing of the discharge space due to the increase in the thickness of the phosphor layer and the irregular reflection of light emission due to the unevenness of the surface of the phosphor layer. is not. As mentioned above,
PDPs are required to have improved brightness.

【0006】また、PDPは応答速度が遅く、動画を表
示したときに残像が生じるという問題がある。特に、緑
色蛍光体として多用されているZn2 SiO4 :Mnは
発光寿命が長いため、緑色の残像が生じやすい。このた
め、PDPには残像の発生を低減することが要求されて
いる。
Further, the PDP has a slow response speed, and there is a problem that an afterimage occurs when a moving image is displayed. In particular, Zn 2 SiO 4 : Mn, which is often used as a green phosphor, has a long light emission life and thus tends to cause a green afterimage. Therefore, it is required for the PDP to reduce the occurrence of an afterimage.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、輝度
が高く、残像の生じにくいプラズマディスプレイパネル
を提供することにある。本発明の他の目的は、量子効率
が高いとともに発光寿命が短く、ディスプレイの高性能
化に寄与する蛍光体を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plasma display panel which has high brightness and is less likely to cause an afterimage. Another object of the present invention is to provide a phosphor having high quantum efficiency and short emission life, which contributes to high performance of the display.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のプラズマディス
プレイパネルは、放電セルを規定する隔壁とアドレス電
極と蛍光体層とを有する背面基板と、アドレス電極に直
交する方向に延びる透明電極と透明誘電体層と保護層と
を有する前面基板とを有し、背面基板と前面基板との間
に形成される放電セル内で放電を起こし、蛍光体を励起
して発光させるプラズマディスプレイパネルにおいて、
上記蛍光体層を構成する蛍光体粒子は、平均粒径が0.
1〜5μm、長径と短径との比が1.0〜1.5、粒子
表面の凹凸が粒径に対して5%以下、粒子表面に付着す
る超微粒子が0.01重量%以下であり、かつ微小共振
器効果を示すことを特徴とする。
A plasma display panel according to the present invention comprises a rear substrate having barrier ribs defining discharge cells, address electrodes and a phosphor layer, a transparent electrode extending in a direction orthogonal to the address electrodes and a transparent dielectric. A plasma display panel having a front substrate having a body layer and a protective layer, causing a discharge in a discharge cell formed between the rear substrate and the front substrate, and exciting a phosphor to emit light.
The phosphor particles forming the phosphor layer have an average particle size of 0.
1 to 5 μm, ratio of major axis to minor axis is 1.0 to 1.5, particles
Surface irregularities are 5% or less of the particle size, and adhere to the particle surface
Ultra fine particles of 0.01% by weight or less and micro resonance
It is characterized by showing a vessel effect .

【0009】本発明の他のプラズマディスプレイパネル
は、放電セルを規定する隔壁とアドレス電極と蛍光体層
とを有する背面基板と、アドレス電極に直交する方向に
延びる透明電極と透明誘電体層と保護層とを有する前面
基板とを有し、背面基板と前面基板との間に形成される
放電セル内で放電を起こし、蛍光体を励起して発光させ
るプラズマディスプレイパネルにおいて、上記蛍光体層
を構成する蛍光体粒子は、平均粒径が0.1〜5μm、
曲率の最大と最小との比が1.5以下、粒子表面の凹凸
が粒径に対して5%以下、粒子表面に付着する超微粒子
が0.01重量%以下であり、かつ微小共振器効果を示
ことを特徴とする。
Another plasma display panel of the present invention includes a back substrate having barrier ribs for defining discharge cells, address electrodes and a phosphor layer, a transparent electrode extending in a direction orthogonal to the address electrode, a transparent dielectric layer and protection. A plasma display panel having a front substrate having a layer and causing a discharge in a discharge cell formed between the rear substrate and the front substrate to excite the phosphor to emit light. The phosphor particles to be used have an average particle diameter of 0.1 to 5 μm,
The ratio of the maximum and the minimum curvature is 1.5 or less, the irregularity of the particle surface
Is 5% or less of the particle size, ultrafine particles that adhere to the particle surface
Is 0.01% by weight or less and exhibits a microresonator effect.
And wherein the nest.

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】まず、図1を参照して、本発明に
係る面放電型AC型プラズマディスプレイパネルの構造
を説明する。図1に示されるように、このPDPは前面
基板1と背面基板2とを有する。背面基板2上には、ス
トライプ状の放電セルを規定するように、ストライプ状
に平行して設けられた隔壁3が設けられている。隔壁3
によって規定される各放電セルには、ストライプ状のア
ドレス電極4が形成されている。また、各放電セルの背
面基板2、アドレス電極4および隔壁3の表面には蛍光
体層5が形成されている。これらの蛍光体層5はそれぞ
れ、赤色蛍光体、緑色蛍光体または青色蛍光体を含んで
いる。前面基板1上にはアドレス電極4に直交する方向
に延びるストライプ状の透明電極6と、透明電極6に重
なりその電気抵抗を下げるためのバス電極7が形成され
ている。前面基板1の表面は透明誘電体層8および保護
層9により覆われている。保護層9は例えばMgOから
なっており、放電特性を向上させる作用を有する。背面
基板2上に前面基板1が載せられ、シールされる。背面
基板2と前面基板1との間に形成される放電セル内に
は、He−Xe、Ne−Xeなどの混合ガスが封入され
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the structure of a surface discharge type AC plasma display panel according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, this PDP has a front substrate 1 and a rear substrate 2. On the back substrate 2, partition walls 3 are provided in parallel in stripes so as to define the discharge cells in stripes. Partition 3
A stripe-shaped address electrode 4 is formed in each discharge cell defined by. Further, a phosphor layer 5 is formed on the surface of the back substrate 2, the address electrodes 4 and the barrier ribs 3 of each discharge cell. Each of these phosphor layers 5 contains a red phosphor, a green phosphor or a blue phosphor. On the front substrate 1, stripe-shaped transparent electrodes 6 extending in a direction orthogonal to the address electrodes 4 and bus electrodes 7 overlapping the transparent electrodes 6 to reduce the electric resistance thereof are formed. The surface of the front substrate 1 is covered with a transparent dielectric layer 8 and a protective layer 9. The protective layer 9 is made of MgO, for example, and has a function of improving discharge characteristics. The front substrate 1 is placed on the rear substrate 2 and sealed. A mixed gas of He—Xe, Ne—Xe, etc. is sealed in the discharge cell formed between the rear substrate 2 and the front substrate 1.

【0012】面放電型AC型PDPは以下のようにして
動作する。放電セル内の前面基板の近傍で面放電を起こ
すと、放電ガスは主に波長147nmおよび172nm
の真空紫外線(VUV)を発する。蛍光体層中の蛍光体
は真空紫外線により励起され基底状態に戻るときに可視
光を発光する。
The surface discharge type AC PDP operates as follows. When a surface discharge is generated near the front substrate in the discharge cell, the discharge gas mainly has wavelengths of 147 nm and 172 nm.
It emits vacuum ultraviolet rays (VUV). The phosphor in the phosphor layer is excited by vacuum ultraviolet rays and emits visible light when returning to the ground state.

【0013】本発明において、蛍光体層に用いられる蛍
光体としては以下のようなものが挙げられるが、これら
に限定されるわけではない。赤色蛍光体としては、Y2
3 :Eu、(Y,Gd)23 :Eu、Y2 SiO
5 :Eu、YBO3 :Eu、(Y,Gd)BO3 :E
u、GdBO3 :Eu、ScBO3 :Euなどが用いら
れる。
In the present invention, examples of the phosphors used in the phosphor layer include, but are not limited to, the followings. As the red phosphor, Y 2
O 3 : Eu, (Y, Gd) 2 O 3 : Eu, Y 2 SiO
5: Eu, YBO 3: Eu , (Y, Gd) BO 3: E
u, GdBO 3 : Eu, ScBO 3 : Eu, or the like is used.

【0014】緑色蛍光体としては、BaAl1219:M
n、YBO3 :Tb、Zn2 SiO4 :Mnなどが用い
られる。青色蛍光体としては、BaMgAl1423:E
2+、CaWO4 :Pb、Y2SiO5 :Ceなどが用
いられる。
As the green phosphor, BaAl 12 O 19 : M
n, YBO 3 : Tb, Zn 2 SiO 4 : Mn, etc. are used. As a blue phosphor, BaMgAl 14 O 23 : E
u 2+ , CaWO 4 : Pb, Y 2 SiO 5 : Ce, etc. are used.

【0015】本発明において、蛍光体層を構成する蛍光
体粒子としては、表面にエッジなどの突起が実質的に存
在せず、真球またはそれに近い形状を有する透明な球状
蛍光体粒子が用いられる。具体的には、蛍光体粒子とし
て、平均粒径が0.1〜5μm、好ましくは0.5〜1
μmであり、長径と短径との比が1.0〜1.5である
ものが用いられる。蛍光体粒子の平均粒径が0.1μm
未満では蛍光面の輝度が小さくなり、5μmを超えると
塗布により蛍光体層を形成した際に表面に凹凸が生じや
すい。個々の蛍光体粒子の長径(最大径)と短径(最小
径)との比すなわちアスペクト比は、1.0〜1.5の
範囲であり、1.0〜1.2の範囲が好ましく、1.0
〜1.1の範囲がさらに好ましい。蛍光体粒子のアスペ
クト比が1.5を超えると塗布により蛍光体層を形成し
た際に表面に凹凸が生じやすい。
In the present invention, as the phosphor particles forming the phosphor layer, transparent spherical phosphor particles having substantially no or substantially a protrusion such as an edge on the surface and having a spherical shape or a shape close to that of a spherical shape are used. . Specifically, the phosphor particles have an average particle diameter of 0.1 to 5 μm, preferably 0.5 to 1
μm, and the ratio of major axis to minor axis is 1.0 to 1.5. The average particle size of the phosphor particles is 0.1 μm
If it is less than 5 μm, the brightness of the phosphor screen becomes small. The ratio of the major axis (maximum diameter) and the minor axis (minimum diameter) of each phosphor particle, that is, the aspect ratio, is in the range of 1.0 to 1.5, preferably 1.0 to 1.2, 1.0
The range of -1.1 is more preferable. When the aspect ratio of the phosphor particles exceeds 1.5, unevenness is likely to occur on the surface when the phosphor layer is formed by coating.

【0016】上記のような球状蛍光体を用いてペースト
を調製すると、蛍光体粒子の分散性が良好で、粒子どう
しの凝集が少なく、ペーストの粘度が低くなる。このよ
うなペーストを塗布して蛍光体層を形成すると、蛍光体
層の内部には空洞が少なく、凹凸がなく一様に平滑な表
面にすることができる。したがって、充填密度を50〜
65%と高くすることができる。この結果、蛍光体から
の発光の乱反射を防ぎ、光の損失を防いで、PDPの輝
度を改善することができる。また、蛍光体層の表面が平
滑になると放電空間が広くなり、この点でも輝度の向上
に有利になる。
When a paste is prepared using the spherical phosphor as described above, the dispersibility of the phosphor particles is good, the particles do not agglomerate with each other, and the viscosity of the paste becomes low. When such a paste is applied to form the phosphor layer, there are few cavities inside the phosphor layer, and it is possible to form a uniformly smooth surface without unevenness. Therefore, the packing density is 50 to
It can be as high as 65%. As a result, it is possible to prevent diffuse reflection of light emitted from the phosphor, prevent light loss, and improve the brightness of the PDP. Further, if the surface of the phosphor layer becomes smooth, the discharge space becomes wider, which is also advantageous in improving the brightness.

【0017】上記のような球状蛍光体は、例えば原料蛍
光体粒子を熱プラズマ中で溶融して急冷することによっ
て作製することができる。熱プラズマによる球状蛍光体
の作製方法は、例えば特開平8−109375号公報に
開示されている。また、プラズマ溶射により球状蛍光体
を作製することもできる。
The spherical phosphor as described above can be produced, for example, by melting raw material phosphor particles in thermal plasma and quenching them. A method for producing a spherical phosphor by thermal plasma is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-109375. Alternatively, a spherical phosphor can be produced by plasma spraying.

【0018】特に高い発光効率や発光色の精度が要求さ
れるPDPに対しては、白色度の指標である色度座標
(x,y)が、 0.31≦x≦0.33 0.31≦y≦0.33 である球状蛍光体を用いることが好ましい。色度座標が
上記の範囲にある蛍光体は体色が少ないため、発光効率
の低下や発色への影響を避けることができる。また、球
状蛍光体の光反射率は95%以上であることが好まし
い。
For a PDP which is required to have particularly high luminous efficiency and luminous color accuracy, the chromaticity coordinates (x, y), which is an index of whiteness, is 0.31≤x≤0.33 0.31 It is preferable to use a spherical phosphor with ≦ y ≦ 0.33. Since the phosphor having chromaticity coordinates in the above range has a small body color, it is possible to avoid a decrease in luminous efficiency and an influence on color development. Further, the light reflectance of the spherical phosphor is preferably 95% or more.

【0019】上記のような球状蛍光体を用いて蛍光体層
を形成するには、各色の蛍光体粉末を、例えばポリビニ
ルアルコール、n−ブチルアルコール、エチレングリコ
ール、水からなるバインダー溶液と混合して調製したペ
ーストを用い、スクリーン印刷などの方法で塗布する。
In order to form a phosphor layer using the spherical phosphor as described above, phosphor powder of each color is mixed with a binder solution composed of, for example, polyvinyl alcohol, n-butyl alcohol, ethylene glycol and water. Using the prepared paste, it is applied by a method such as screen printing.

【0020】蛍光体層は、隔壁の上端から20μmの位
置における膜厚と、アドレス電極の中心位置における膜
厚との変動が25%以下、さらには20%以下であるこ
とが好ましい。このことは蛍光体層の膜厚が均一に近い
ことを意味する。これは、蛍光体層に紫外線を均一に照
射させるためである。蛍光体層の膜厚の変動が大きい場
合には、他の蛍光体粒子の陰になって紫外線が照射され
ない粒子が生じる。球状蛍光体を用いれば、蛍光体層の
膜厚を均一にするのにも有利である。
The phosphor layer preferably has a variation of 25% or less, more preferably 20% or less, between the film thickness at the position 20 μm from the upper end of the partition wall and the film thickness at the center position of the address electrode. This means that the thickness of the phosphor layer is almost uniform. This is for uniformly irradiating the phosphor layer with ultraviolet rays. When the variation in the thickness of the phosphor layer is large, some phosphor particles are behind the other phosphor particles and are not irradiated with ultraviolet rays. The use of the spherical phosphor is also advantageous for making the film thickness of the phosphor layer uniform.

【0021】蛍光体からの発光を効率よく外部へ放射さ
せるためには、蛍光体層と背面基板および隔壁との間に
可視光反射層を設けることが効果的である。発光の反射
を増大させるためには、蛍光体層と、背面基板、アドレ
ス電極および隔壁との間の実質的に全面に可視光反射層
を形成することが好ましい。可視光を反射する物質とし
ては、MgO、α−Al23 、MgAl24 、3A
23 ・5SiO2または2MgO・2Al23
5SiO2 の粒子が挙げられ、MgOが特に好ましい。
このような物質の平均粒径は10〜200nmであるこ
とが好ましい。上記の粒径範囲の粒子は、可視光を効率
よく散乱することができる。また、これらの物質は、公
知の白色反射層に用いられているTiO2 に比べて電子
放出特性が良好であり、単に可視光反射層としてだけで
なく放電を容易にさせることにも寄与する。可視光反射
層の膜厚は、0.1〜5μmが好ましく、さらに0.1
〜1μmがより好ましい。膜厚が0.1μm未満では可
視光を反射する効果が得られず、5μmを超えると放電
空間が狭くなるため輝度が低下する。
In order to efficiently radiate the light emitted from the phosphor to the outside, it is effective to provide a visible light reflecting layer between the phosphor layer and the rear substrate and the partition. In order to increase the reflection of the emitted light, it is preferable to form a visible light reflection layer on substantially the entire surface between the phosphor layer and the back substrate, address electrodes and partition walls. Examples of the substance that reflects visible light include MgO, α-Al 2 O 3 , MgAl 2 O 4 , and 3A.
l 2 O 3 · 5SiO 2 or 2MgO · 2Al 2 O 3 ·
5SiO 2 particles may be mentioned, with MgO being particularly preferred.
The average particle size of such a substance is preferably 10 to 200 nm. The particles in the above particle size range can efficiently scatter visible light. Further, these substances have better electron emission characteristics than TiO 2 used for the known white reflective layer, and contribute not only to the visible light reflective layer but also to facilitating discharge. The thickness of the visible light reflection layer is preferably 0.1 to 5 μm, and more preferably 0.1 to 5 μm.
˜1 μm is more preferred. If the film thickness is less than 0.1 μm, the effect of reflecting visible light cannot be obtained, and if it exceeds 5 μm, the discharge space becomes narrow and the brightness decreases.

【0022】図2に、背面基板2、アドレス電極4およ
び隔壁3上に可視光反射層11を形成し、その上に蛍光
体層5を形成したPDPの断面図を示す。本発明におい
て、微小共振器効果を示す球状蛍光体を用いて蛍光体層
を形成すれば、通常30〜80%といわれている蛍光体
の量子効率を改善することができ、PDPの輝度を向上
することができる。微小共振器効果は、Garrett
らが約100μmのCaF2 :Sm結晶球で初めて観測
した現象である。彼らは、光をこの結晶球に入射すると
光が結晶球の内部で全反射を繰り返して閉じ込められ、
その結果レーザー発振を引き起こすことを観測した(C.
G.Garrett et al.,Phys. Rev. 124, 1807(1961))。微
小共振器効果は、その他の材料系、例えばナイルレッド
をドープした約40μmのポリスチレン透明微小球や、
Nd3+をドープした約100μmのフッ化物ガラス球で
も観測されている。また、Euキレート化合物では、微
小共振器効果による遷移確率の増大により、Euの発光
寿命が短くなることが観測されている。ただし、これま
で一般的な結晶質の希土類蛍光体で微小共振器効果が観
測された例はない。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of a PDP in which a visible light reflection layer 11 is formed on the back substrate 2, the address electrodes 4 and the partition walls 3 and a phosphor layer 5 is formed thereon. In the present invention, if the phosphor layer is formed by using the spherical phosphor exhibiting the microresonator effect, the quantum efficiency of the phosphor, which is usually said to be 30 to 80%, can be improved, and the brightness of the PDP is improved. can do. The microresonator effect is Garrett
Is the first phenomenon observed with CaF 2 : Sm crystal spheres of about 100 μm. When light is incident on this crystal sphere, they repeatedly undergo total internal reflection inside the crystal sphere and are confined.
As a result, we observed that it causes laser oscillation (C.
G. Garrett et al., Phys. Rev. 124, 1807 (1961)). The microresonator effect is based on other material systems, such as Nile red doped polystyrene transparent microspheres of about 40 μm,
It has also been observed in Nd 3+ doped fluoride glass spheres of about 100 μm. Further, it has been observed that the Eu chelate compound shortens the emission lifetime of Eu due to an increase in transition probability due to the microresonator effect. However, there has been no case where the micro-cavity effect has been observed in general crystalline rare earth phosphors.

【0023】微小共振器効果(微小球によって光が Whi
spering Gallery Mode を呈する現象)とは、以下のよ
うな現象のことである。図4(a)に蛍光体から自然放
出される光の状態密度の周波数依存性を示す。図4
(b)に光を蛍光体微小球の内部に3次元的に閉じ込め
たときに放出される光の状態密度の周波数依存性を示
す。図4(b)では、ある波長の光が増強されているこ
とがわかる。これは、図4(c)に示すように、光が球
の中に閉じ込められ、光の干渉・共振が起こり、共振波
長が蛍光体の発光波長と一致したときに、自然放出光に
比べて格段に強度が強くかつ発光寿命が短い光が放出さ
れることを示している。
Microresonator effect
Phenomenon exhibiting spering Gallery Mode) is the following phenomenon. FIG. 4A shows the frequency dependence of the density of states of the light spontaneously emitted from the phosphor. Figure 4
(B) shows the frequency dependence of the state density of the light emitted when the light is three-dimensionally confined inside the phosphor microspheres. In FIG. 4B, it can be seen that light of a certain wavelength is enhanced. As shown in FIG. 4 (c), when light is confined in a sphere, light interference / resonance occurs, and the resonance wavelength matches the emission wavelength of the phosphor, compared to spontaneous emission light. It shows that light with extremely high intensity and short emission life is emitted.

【0024】微小球蛍光体内に光を閉じ込めるために
は、球状蛍光体の粒径は0.1〜20μmであることが
好ましい。粒径が0.1μmより小さい球状蛍光体では
微小共振器効果が起こりにくい。さらに、PDPに適用
する場合には、球状蛍光体の粒径は0.1〜5μmであ
ることが好ましい。粒径が5μmを超えると塗布により
蛍光体層を形成した際に表面に凹凸が生じやすい。
In order to confine light in the microsphere phosphor, the spherical phosphor preferably has a particle size of 0.1 to 20 μm. The microresonator effect is unlikely to occur with a spherical phosphor having a particle size smaller than 0.1 μm. Further, when applied to PDP, the spherical phosphor preferably has a particle size of 0.1 to 5 μm. When the particle size exceeds 5 μm, unevenness is likely to occur on the surface when the phosphor layer is formed by coating.

【0025】微小共振器としての性能は、ロスを表わす
ファクターであるQ値によって評価できる。Q値が高い
ほどロスが小さく、Q値が低いほどロスが大きい。例え
ば、2枚の平板ミラーからなるファブリペロー共振器の
場合、Q値は約5000である。また、半導体の微細加
工によって形成された光共振器の場合、Q値は100〜
5000程度である。この場合、Q値は加工精度に依存
する。微小球からなる共振器では、球の精度が加工精度
に相当し、真球に近いほどQ値が高い。すなわち、球状
蛍光体の表面に凹凸や異物など光の進路を妨げるものが
少ないほど、共振器効果は高くなる。
The performance as a microresonator can be evaluated by the Q value which is a factor representing loss. The higher the Q value, the smaller the loss, and the lower the Q value, the larger the loss. For example, in the case of a Fabry-Perot resonator consisting of two flat plate mirrors, the Q value is about 5000. In the case of an optical resonator formed by fine processing of semiconductors, the Q value is 100 to
It is about 5,000. In this case, the Q value depends on the processing accuracy. In a resonator composed of microspheres, the accuracy of the sphere corresponds to the processing accuracy, and the Q value increases as it approaches the true sphere. That is, the smaller the surface of the spherical phosphor is, such as unevenness or foreign matter, which obstructs the path of light, the higher the resonator effect.

【0026】具体的には、蛍光体粒子の曲率の最大と最
小との比が1.5以下で、1に近いほど好ましい。曲率
の最大と最小との比が1.5を超えると、粒子の表面に
エッジやこぶが存在するため、微小共振器効果は得られ
ない。また、蛍光体粒子の表面の凹凸は個々の粒子の粒
径に対して5%以内であることが好ましい。蛍光体粒子
の表面の凹凸の算出方法を図5を参照して示す。すなわ
ち、蛍光体粒子の表面の最も広い面積を覆う球の半径を
R、最も大きい凹凸の頂点を通る球の半径をR’とする
とき、凹凸の比率は、(R’/R−1)×100で与え
られる。さらに、蛍光体粒子の表面に付着する超微粒子
は0.01重量%以下であることが好ましい。このよう
な条件を満たす微小共振器は、1000〜105 のQ値
を示す。
Specifically, the ratio of the maximum and the minimum curvature of the phosphor particles is 1.5 or less, and the closer to 1, the more preferable. When the ratio of the maximum curvature to the minimum curvature exceeds 1.5, the microcavity effect cannot be obtained because of the presence of edges and bumps on the surface of the particles. Moreover, it is preferable that the surface irregularities of the phosphor particles are within 5% of the particle diameter of each particle. A method of calculating the unevenness on the surface of the phosphor particles will be described with reference to FIG. That is, when the radius of the sphere covering the largest area of the surface of the phosphor particles is R and the radius of the sphere passing through the apex of the largest unevenness is R ′, the unevenness ratio is (R ′ / R−1) × Given at 100. Furthermore, it is preferable that the amount of ultrafine particles attached to the surface of the phosphor particles is 0.01% by weight or less. The microresonator satisfying such conditions exhibits a Q value of 1000 to 10 5 .

【0027】また、蛍光体粉末を微小球の集合体として
見た場合、粒度分布が鋭いものが好ましい。具体的に
は、粒度分布について、80%D値と50%D値との変
動および50%D値と20%D値との変動がいずれも2
0%以下であることが好ましい。粒度分布は、蛍光体を
水に分散させ、5分以上攪拌した後、マイクロトラック
などの粒度分布測定器で測定する。この場合、粒径は個
数基準で測定する。例えば、50%Dとは、小さい方の
粒径からの積算値が50%になったときの粒径を示す。
When the phosphor powder is viewed as an aggregate of microspheres, it is preferable that the phosphor powder has a sharp particle size distribution. Specifically, in the particle size distribution, the fluctuation between the 80% D value and the 50% D value and the fluctuation between the 50% D value and the 20% D value are both 2.
It is preferably 0% or less. The particle size distribution is measured with a particle size distribution measuring instrument such as Microtrac after the phosphor is dispersed in water and stirred for 5 minutes or more. In this case, the particle size is measured on a number basis. For example, 50% D indicates the particle size when the integrated value from the smaller particle size is 50%.

【0028】上記のような鋭い粒度分布を持つ蛍光体粉
末では、全体として均一で高輝度の発光を得ることがで
きる。一方、広い粒度分布を持つ蛍光体粉末では、輝度
を増強する効果が弱まる。
With the phosphor powder having a sharp particle size distribution as described above, it is possible to obtain uniform and high-luminance light emission as a whole. On the other hand, the phosphor powder having a wide particle size distribution weakens the effect of enhancing the brightness.

【0029】上記のような微小共振器効果を示す真球状
蛍光体は、原料蛍光体粒子を熱プラズマ中で溶融して急
冷して球状化した後、得られた球状蛍光体を水またはエ
タノールなどに分散して超音波を加え、さらに適当な温
度で熱処理することにより作製することができる。
The true spherical fluorescent substance exhibiting the above-mentioned micro-resonator effect is obtained by melting the raw fluorescent substance particles in the thermal plasma and rapidly cooling them to make them spherical, and then making the obtained spherical fluorescent substance water or ethanol. It can be prepared by dispersing the above in an ultrasonic wave, applying ultrasonic waves, and further heat treating at an appropriate temperature.

【0030】微小共振器効果を示す真球状蛍光体は量子
効率が高いので、これを用いて形成される蛍光体層の厚
さを薄くすることができる。蛍光体層の平均厚さは、蛍
光体粒子の平均粒径の3倍以下であることが好ましい。
図6に蛍光体粒子10の平均粒径の約2倍の厚さを有す
る蛍光体層5を示す。蛍光体層の厚さを薄くすると、放
電空間を広くすることができ、放電ガスから放射される
真空紫外線の強度を高めることができる。
Since the spherical fluorescent substance exhibiting the microresonator effect has high quantum efficiency, the thickness of the fluorescent substance layer formed by using it can be reduced. The average thickness of the phosphor layer is preferably 3 times or less the average particle size of the phosphor particles.
FIG. 6 shows the phosphor layer 5 having a thickness that is about twice the average particle diameter of the phosphor particles 10. By reducing the thickness of the phosphor layer, the discharge space can be widened and the intensity of vacuum ultraviolet rays emitted from the discharge gas can be increased.

【0031】また、蛍光体層と背面基板および隔壁との
間に真空紫外線を反射する物質からなる紫外線反射層を
設けてもよい。紫外線反射層を設けると、背面および側
面からも蛍光体を励起して、効率よく発光させることが
できる。したがって、微小共振器効果を発現させるため
に必要となる励起光密度の向上に寄与する。真空紫外線
を反射する物質としては、MgF2 、LiF、CaF
2 、YF3 などのフッ化物が挙げられる。フッ化物粒子
の平均粒径は0.5〜1μm程度であることが好まし
い。このようなフッ化物粒子は2次電子放出能が高く、
放電電圧を下げる効果も示す。また、紫外線反射層とし
てIrのようにVUV領域での反射率が高い金属の薄膜
を用いてもよい。
An ultraviolet reflecting layer made of a substance that reflects vacuum ultraviolet rays may be provided between the phosphor layer and the rear substrate and the partition. When the ultraviolet reflection layer is provided, the fluorescent substance can be excited from the back and side faces to efficiently emit light. Therefore, it contributes to the improvement of the excitation light density required for expressing the microresonator effect. Materials that reflect vacuum ultraviolet rays include MgF 2 , LiF, and CaF.
2 , fluorides such as YF 3 may be mentioned. The average particle size of the fluoride particles is preferably about 0.5 to 1 μm. Such fluoride particles have high secondary electron emission ability,
It also shows the effect of lowering the discharge voltage. Further, a metal thin film having a high reflectance in the VUV range such as Ir may be used as the ultraviolet ray reflecting layer.

【0032】図3に、背面基板2、アドレス電極4およ
び隔壁3上に紫外線反射層12を形成し、その上に蛍光
体層5を形成したPDPの断面図を示す。上述した微小
共振器効果は、すでに例示した蛍光体以外の蛍光体でも
得られ、PDP以外のディスプレイへの適用も可能であ
る。微小共振器効果を起こすのに適した蛍光体として
は、Al23 :Cr、BeAl24 :Cr、InB
3:Eu,Tb、(Y,Gd)BO3 :Eu、YA
G:Nd、YF3 :Pr、YGdF4 :Pr、Y2
3 :Eu、Y23 :Pr、Y22 S:Euなど、希
土類元素または遷移金属元素をドープした結晶が好適で
ある。ディスプレイに用いるには、希土類元素をドープ
した蛍光体が好適である。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of a PDP in which an ultraviolet reflection layer 12 is formed on the back substrate 2, the address electrodes 4 and the partition walls 3 and a phosphor layer 5 is formed thereon. The above-described microresonator effect can be obtained even with a phosphor other than the phosphors already exemplified, and can be applied to a display other than the PDP. Suitable phosphors for producing the microresonator effect include Al 2 O 3 : Cr, BeAl 2 O 4 : Cr, InB.
O 3 : Eu, Tb, (Y, Gd) BO 3 : Eu, YA
G: Nd, YF 3: Pr , YGdF 4: Pr, Y 2 O
A crystal doped with a rare earth element or a transition metal element such as 3 : Eu, Y 2 O 3 : Pr, Y 2 O 2 S: Eu is suitable. A phosphor doped with a rare earth element is suitable for use in a display.

【0033】これらの蛍光体も、平均粒径が0.1〜2
0μm、粒子表面の凹凸が粒径に対して5%以下、粒子
表面に付着する超微粒子が0.01重量%以下であり、
粒度分布について80%D値と50%D値との変動およ
び50%D値と20%D値との変動がいずれも20%以
下という条件を満たすことが好ましい。
These phosphors also have an average particle size of 0.1 to 2
0 μm, the unevenness of the particle surface is 5% or less with respect to the particle diameter, and the ultrafine particles adhering to the particle surface are 0.01% by weight or less,
Regarding the particle size distribution, it is preferable that the variation between the 80% D value and the 50% D value and the variation between the 50% D value and the 20% D value are both 20% or less.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 比較例1、実施例1aおよび実施例1b 以下のようにして図1に示すAC型PDPを作製した。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. Comparative Example 1, Example 1a and Example 1b The AC type PDP shown in FIG. 1 was manufactured as follows.

【0035】透明電極、バス電極、透明誘電体層および
保護層を形成した前面基板と、アドレス電極および隔壁
を形成した背面基板を用意した。蛍光体層は以下のよう
にして形成した。各蛍光体粉末を、けん化度88%のポ
リビニルアルコールの10%水溶液にn−ブチルアルコ
ールおよびエチレングリコールを添加したバインダー溶
液と混合して蛍光体ペーストを調製した。その後、蛍光
体ペーストを、スクリーン印刷によって背面基板の所定
のセルに塗布し、乾燥して、各色の蛍光体層を形成し
た。
A front substrate on which transparent electrodes, bus electrodes, a transparent dielectric layer and a protective layer were formed, and a back substrate on which address electrodes and partition walls were formed were prepared. The phosphor layer was formed as follows. Each phosphor powder was mixed with a binder solution prepared by adding n-butyl alcohol and ethylene glycol to a 10% aqueous solution of polyvinyl alcohol having a saponification degree of 88% to prepare a phosphor paste. Then, the phosphor paste was applied to predetermined cells on the back substrate by screen printing and dried to form phosphor layers of each color.

【0036】さらに、蛍光体層を形成した背面基板上に
前面基板を載せてシールし、放電セル内にキセノン、ヘ
リウム、ネオンの混合ガスを500Torrの圧力とな
るように封入してPDPを製造した。
Further, the front substrate was placed on the rear substrate on which the phosphor layer was formed and sealed, and a mixed gas of xenon, helium and neon was sealed in the discharge cell so as to have a pressure of 500 Torr to manufacture a PDP. .

【0037】比較例1 いずれもフラックス焼成法によって得られた、赤色蛍光
体Y23 :Eu、緑色蛍光体BaAl1219:Mn、
青色蛍光体BaMgAl1423:Eu2+を用いた。これ
らの蛍光体の平均粒径はいずれも3μmであった。
Comparative Example 1 All of the red phosphor Y 2 O 3 : Eu and the green phosphor BaAl 12 O 19 : Mn obtained by the flux firing method were used.
A blue phosphor BaMgAl 14 O 23 : Eu 2+ was used. The average particle size of each of these phosphors was 3 μm.

【0038】実施例1a 比較例1の3種の蛍光体粉末をそれぞれ熱プラズマ処理
した。その結果、得られた赤色蛍光体Y23 :Euは
平均粒径が0.9μm、長径と短径との比が1.05、
緑色蛍光体BaAl1219:Mnは平均粒径が1.2μ
m、長径と短径との比が1.10、青色蛍光体BaMg
Al1423:Eu2+は平均粒径が1.0μm、長径と短
径との比が1.10であった。これらの3種の蛍光体を
用いて蛍光体層を形成した。蛍光体層の厚さは、隔壁上
端から20μmの位置において20μm、アドレス電極
の中心位置において24μmであった。
Example 1a The three phosphor powders of Comparative Example 1 were each subjected to thermal plasma treatment. As a result, the obtained red phosphor Y 2 O 3 : Eu had an average particle size of 0.9 μm, a ratio of major axis to minor axis of 1.05,
The green phosphor BaAl 12 O 19 : Mn has an average particle size of 1.2 μm.
m, ratio of major axis to minor axis is 1.10, blue phosphor BaMg
Al 14 O 23 : Eu 2+ had an average particle diameter of 1.0 μm and a ratio of major axis to minor axis of 1.10. A phosphor layer was formed using these three kinds of phosphors. The thickness of the phosphor layer was 20 μm at a position 20 μm from the upper end of the partition wall and 24 μm at the center position of the address electrode.

【0039】実施例1b 蛍光体層を形成する前に、以下のようにして可視光反射
層を形成した。平均粒径10nmのMgOを、上記のバ
インダー溶液と混合してペーストを調製した。このペー
ストを、スクリーン印刷によって背面基板の各セルの表
面に塗布し、乾燥して、膜厚1μmの可視光反射層を形
成した。その後、実施例1aと同様にして、3種の蛍光
体ペーストをそれぞれ背面基板の所定のセルに塗布し、
乾燥して、各色の蛍光体層を形成した。
Example 1b Prior to forming the phosphor layer, a visible light reflecting layer was formed as follows. MgO having an average particle size of 10 nm was mixed with the above binder solution to prepare a paste. This paste was applied to the surface of each cell of the back substrate by screen printing and dried to form a visible light reflection layer having a film thickness of 1 μm. Then, in the same manner as in Example 1a, each of the three types of phosphor paste was applied to a predetermined cell on the back substrate,
It dried and formed the fluorescent substance layer of each color.

【0040】比較例1、実施例1aおよび実施例1bで
製造したPDPについて、各色の輝度を測定した結果を
表1に示す。この表は、比較例1で得られた輝度を10
0とする相対輝度を表わしている。
Table 1 shows the results of measuring the brightness of each color of the PDPs manufactured in Comparative Example 1, Example 1a and Example 1b. This table shows the luminance obtained in Comparative Example 1 as 10
It represents a relative luminance of 0.

【0041】実施例1aおよび実施例1bでは球状蛍光
体を用いているので、比較例1よりも輝度が向上してい
る。実施例1bではMgO微粒子からなる可視光反射層
を形成しているので、実施例1aよりも輝度が向上して
いる。
Since spherical phosphors are used in Examples 1a and 1b, the brightness is improved as compared with Comparative Example 1. In Example 1b, since the visible light reflection layer made of MgO particles was formed, the brightness was improved as compared with Example 1a.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】比較例2、実施例2aおよび実施例2b 上記と同様な方法でPDPを製造した。 比較例2 いずれもフラックス焼成法によって得られた、赤色蛍光
体(Y,Gd)23:Eu、緑色蛍光体Zn2 SiO5
:Mn、青色蛍光体BaMgAl1423:Eu2+を用
いた。これらの蛍光体の平均粒径はいずれも2μmであ
った。これらの3種の蛍光体を用いて蛍光体層を形成し
た。蛍光体層の厚さは、隔壁上端から20μmの位置に
おいて20μm、アドレス電極の中心位置において30
μmであり、不均一であった。
Comparative Example 2, Example 2a and Example 2b PDPs were manufactured in the same manner as above. Comparative Example 2 Red phosphor (Y, Gd) 2 O 3 : Eu, green phosphor Zn 2 SiO 5 obtained by the flux firing method.
: Mn and a blue phosphor BaMgAl 14 O 23 : Eu 2+ were used. The average particle size of each of these phosphors was 2 μm. A phosphor layer was formed using these three kinds of phosphors. The thickness of the phosphor layer is 20 μm at the position 20 μm from the upper end of the partition wall, and 30 at the center position of the address electrode.
μm, which was non-uniform.

【0044】実施例2a 比較例2の3種の蛍光体粉末をそれぞれ熱プラズマ処理
して球状化した。その後、得られた蛍光体粉末を水に分
散させて15分間超音波洗浄した後、乾燥し、さらに1
000℃で1時間熱処理した。
Example 2a Each of the three types of phosphor powders of Comparative Example 2 was subjected to thermal plasma treatment to be spherical. After that, the obtained phosphor powder is dispersed in water, ultrasonically cleaned for 15 minutes, and then dried.
It heat-processed at 000 degreeC for 1 hour.

【0045】図7に、(Y,Gd)23 :Eu蛍光体
粒子のSEM写真を示す。粒子の表面には凹凸がなく、
超微粒子の付着も認められなかった。蛍光体粒子は、平
均粒径が2μmであった。他の蛍光体粒子も同様な形状
を有していた。
FIG. 7 shows an SEM photograph of (Y, Gd) 2 O 3 : Eu phosphor particles. There is no unevenness on the surface of the particles,
No adhesion of ultrafine particles was observed. The phosphor particles had an average particle diameter of 2 μm. The other phosphor particles also had similar shapes.

【0046】これらの3種の蛍光体を用いて蛍光体層を
形成した。蛍光体層の厚さは、隔壁上端から20μmの
位置において20μm、アドレス電極の中心位置におい
て22μmであった。
A phosphor layer was formed using these three kinds of phosphors. The thickness of the phosphor layer was 20 μm at a position 20 μm from the upper end of the partition wall and 22 μm at the center position of the address electrode.

【0047】実施例2b 蛍光体層を形成する前に、以下のようにして紫外線反射
層を形成した。平均粒径1μmのMgF2 粒子をバイン
ダー溶液と混合して、ペーストを調製した。このペース
トを、スクリーン印刷によって背面基板の各セルの表面
に塗布し、乾燥して、膜厚3μmの紫外線反射層を形成
した。その後、実施例2aと同様にして、3種の蛍光体
ペーストをそれぞれ背面基板の所定のセルに塗布し、乾
燥して、各色の蛍光体層を形成した。このとき、蛍光体
層の平均厚さを6μmに設定した。
Example 2b Before forming the phosphor layer, an ultraviolet reflecting layer was formed as follows. MgF 2 particles having an average particle size of 1 μm were mixed with a binder solution to prepare a paste. This paste was applied to the surface of each cell of the back substrate by screen printing and dried to form an ultraviolet reflective layer having a film thickness of 3 μm. Then, in the same manner as in Example 2a, three types of phosphor pastes were applied to predetermined cells of the back substrate and dried to form phosphor layers of each color. At this time, the average thickness of the phosphor layer was set to 6 μm.

【0048】比較例2、実施例2aおよび実施例2bで
製造したPDPについて、白色輝度を測定した結果を表
2に示す。この表は、比較例2で得られた白色輝度を1
00とする相対輝度を示している。
Table 2 shows the results of measuring the white luminance of the PDPs produced in Comparative Example 2, Example 2a and Example 2b. This table shows the white luminance obtained in Comparative Example 2 as 1.
The relative luminance is set to 00.

【0049】実施例2aおよび実施例2bでは、比較例
1よりも輝度が向上している。特に、実施例2bは蛍光
体層が薄く、広い放電空間を有するので、さらに輝度が
向上している。また、比較例2および実施例2aでは緑
色残像が認められたが、実施例2bでは緑色残像は認め
られなかった。
In Examples 2a and 2b, the brightness was improved as compared with Comparative Example 1. In particular, in Example 2b, since the phosphor layer is thin and has a wide discharge space, the brightness is further improved. Further, a green afterimage was observed in Comparative Example 2 and Example 2a, but no green afterimage was observed in Example 2b.

【0050】[0050]

【表2】 [Table 2]

【0051】比較例3、実施例3aおよび実施例3b 以下のようにして微小球蛍光体の明るさおよび蛍光寿命
を評価した。図8を参照して測定方法を説明する。
Comparative Example 3, Example 3a and Example 3b The brightness and fluorescence lifetime of the microsphere phosphor were evaluated as follows. The measuring method will be described with reference to FIG.

【0052】ガラス板21の上に蛍光体粒子10を散布
する。蛍光体粒子10の上方10cmの位置にフォトマ
ルチプライアー22を設置する。フォトマルチプライア
ー22の前面にフィルター23を設置する。一方、ガラ
ス板21の下方にフラッシュランプ24に接続された光
ファイバー25を配置し、蛍光体粒子10に光を照射す
る。そして、蛍光体粒子10から放射される光をフォト
マルチプライアー22で検出し、その信号を電圧に変換
してオシロスコープ26に出力する。
The phosphor particles 10 are dispersed on the glass plate 21. The photomultiplier 22 is installed at a position 10 cm above the phosphor particles 10. A filter 23 is installed on the front surface of the photomultiplier 22. On the other hand, an optical fiber 25 connected to a flash lamp 24 is arranged below the glass plate 21 to irradiate the phosphor particles 10 with light. Then, the light emitted from the phosphor particles 10 is detected by the photomultiplier 22, the signal is converted into a voltage, and the voltage is output to the oscilloscope 26.

【0053】微小球蛍光体の明るさおよび蛍光寿命は以
下のようにして評価した。フォトマルチプライアー22
の信号のピーク値を明るさとした。また、光の照射を停
止した後に生じる残光を測定し、ピーク値の10%の信
号値が得られる明るさとなった時間を蛍光寿命とした。
なお、測定は例えば50個の蛍光体粒子について行い、
その平均値を求める。
The brightness and fluorescence lifetime of the microsphere phosphor were evaluated as follows. Photomultiplier 22
The peak value of the signal was used as the brightness. Further, afterglow generated after stopping the irradiation of light was measured, and the time when the brightness reached a signal value of 10% of the peak value was defined as the fluorescence lifetime.
The measurement is performed on, for example, 50 phosphor particles,
Calculate the average value.

【0054】比較例3 市販のAl23 およびCr23 を1:0.1のモル
比で秤量し、ボールミルで1時間混合した。この混合物
をるつぼに入れ、電気炉内において1300℃で1時間
焼成してAl23 :Cr蛍光体を調製した。
Comparative Example 3 Commercially available Al 2 O 3 and Cr 2 O 3 were weighed in a molar ratio of 1: 0.1 and mixed in a ball mill for 1 hour. This mixture was put into a crucible and baked in an electric furnace at 1300 ° C. for 1 hour to prepare an Al 2 O 3 : Cr phosphor.

【0055】こうして得られた蛍光体粒子の形状は多面
体であった。蛍光体粉末の粒度分布は、50%D値が4
μm、20%D値が2μm、80%D値が7μmであっ
た。 実施例3a 比較例3で得られたAl23 :Cr蛍光体を、Ar雰
囲気中、周波数14MHz、プレート電力5kWの条件
で熱プラズマ処理した。熱プラズマ処理後、取り出した
粉末をエタノール中に分散させ、超音波洗浄器に入れ、
30分間超音波洗浄を行った。その後、粉末を取り出し
て乾燥し、1000℃で1時間熱処理した。
The phosphor particles thus obtained had a polyhedral shape. The particle size distribution of the phosphor powder has a 50% D value of 4
μm, 20% D value was 2 μm, and 80% D value was 7 μm. Example 3a The Al 2 O 3 : Cr phosphor obtained in Comparative Example 3 was subjected to thermal plasma treatment in an Ar atmosphere at a frequency of 14 MHz and a plate power of 5 kW. After the thermal plasma treatment, the powder taken out is dispersed in ethanol and placed in an ultrasonic cleaner,
Ultrasonic cleaning was performed for 30 minutes. Then, the powder was taken out, dried, and heat-treated at 1000 ° C. for 1 hour.

【0056】得られた粒子の表面には凹凸や異物は認め
られなかった。蛍光体粒子の直径は1つの粒子のなかの
どこでも均一であり、平均で5μmであった。表面に付
着した超微粒子は0.001重量%であった。
No unevenness or foreign matter was found on the surface of the obtained particles. The diameter of the phosphor particles was uniform everywhere in one particle, and averaged 5 μm. The amount of ultrafine particles adhering to the surface was 0.001% by weight.

【0057】実施例3b 実施例3aで得られたAl23 :Cr蛍光体を、以下
のようにして分級した。500mLのビーカーに水を入
れ、蛍光体粉末10gを投入した。スターラーで攪拌し
ながら、超音波を30分間印加して分散させた。水を入
れた10Lのメスシリンダーに、蛍光体分散液を静かに
注いだ。30分静置した後、メスシリンダーの目盛りで
3Lから6Lの範囲にある液をゴム管で吸い上げて取り
出した。この液を乾燥して蛍光体粉末を得た。
Example 3b The Al 2 O 3 : Cr phosphor obtained in Example 3a was classified as follows. Water was placed in a 500 mL beaker, and 10 g of phosphor powder was added. While stirring with a stirrer, ultrasonic waves were applied for 30 minutes to disperse. The phosphor dispersion liquid was gently poured into a 10 L graduated cylinder containing water. After leaving still for 30 minutes, the liquid in the range of 3 L to 6 L was sucked up by a graduated cylinder and taken out by a rubber tube. This liquid was dried to obtain a phosphor powder.

【0058】こうして得られた蛍光体粉末の粒度分布
は、50%D値が5μm、20%D値が4.1μm、8
0%D値が5.9μmであった。比較例3、実施例3a
および実施例3bの蛍光体について、上述した方法で明
るさおよび蛍光寿命を測定した結果を表3に示す。な
お、これらの測定では、波長650nm以上の波長の光
を透過するフィルターを用いた。また、明るさは比較例
3の明るさを100として相対値で示している。実施例
3aおよび実施例3bの蛍光体は、比較例3の蛍光体と
比較して明るくかつ蛍光寿命が短い。
The particle size distribution of the phosphor powder thus obtained has a 50% D value of 5 μm and a 20% D value of 4.1 μm.
The 0% D value was 5.9 μm. Comparative Example 3, Example 3a
Table 3 shows the results of measuring the brightness and the fluorescence lifetime of the phosphor of Example 3b by the method described above. In these measurements, a filter that transmits light having a wavelength of 650 nm or more was used. The brightness is shown as a relative value with the brightness of Comparative Example 3 as 100. The phosphors of Example 3a and Example 3b are brighter and have shorter fluorescence lifetime than the phosphor of Comparative Example 3.

【0059】[0059]

【表3】 [Table 3]

【0060】比較例4および実施例4 上記の例と同様にしてY23 :Eu蛍光体の明るさお
よび蛍光寿命を評価した。
Comparative Example 4 and Example 4 The brightness and fluorescence lifetime of the Y 2 O 3 : Eu phosphor were evaluated in the same manner as in the above example.

【0061】比較例4 市販のY23 :Eu蛍光体を用いた。 実施例4 市販のY23 :Eu蛍光体を、Ar雰囲気中、周波数
5MHz、プレート電力20kWの条件で熱プラズマ処
理した。熱プラズマ処理後、取り出した粉末をエタノー
ル中に分散させ、超音波洗浄器に入れ、30分間超音波
洗浄を行った。粉末を取り出して乾燥し、1000℃で
1時間熱処理した。
Comparative Example 4 A commercially available Y 2 O 3 : Eu phosphor was used. Example 4 A commercially available Y 2 O 3 : Eu phosphor was subjected to thermal plasma treatment under a condition of a frequency of 5 MHz and a plate power of 20 kW in an Ar atmosphere. After the thermal plasma treatment, the powder taken out was dispersed in ethanol, placed in an ultrasonic cleaner and ultrasonically cleaned for 30 minutes. The powder was taken out, dried, and heat-treated at 1000 ° C. for 1 hour.

【0062】得られた粒子の表面には凹凸や異物は認め
られなかった。蛍光体粒子の直径は1つの粒子のなかの
どこでも均一であり、平均で4μmであった。表面付着
微粒子は0.001重量%であった。
No unevenness or foreign matter was observed on the surface of the obtained particles. The diameter of the phosphor particles was uniform everywhere in one particle, and averaged 4 μm. The amount of fine particles adhering to the surface was 0.001% by weight.

【0063】比較例4および実施例3bの蛍光体につい
て、上述した方法で明るさおよび蛍光寿命を測定した結
果を表3に示す。なお、これらの測定では、波長590
nm以上の波長の光を透過するフィルターを用いた。ま
た、明るさは比較例4の明るさを100として相対値で
示している。実施例4の蛍光体は、比較例4の蛍光体と
比較して明るくかつ蛍光寿命が短い。
Table 3 shows the results of measuring the brightness and the fluorescence lifetime of the phosphors of Comparative Example 4 and Example 3b by the methods described above. In these measurements, wavelength 590
A filter that transmits light having a wavelength of nm or more was used. The brightness is shown as a relative value with the brightness of Comparative Example 4 as 100. The phosphor of Example 4 is brighter and has a shorter fluorescence lifetime than the phosphor of Comparative Example 4.

【0064】[0064]

【表4】 [Table 4]

【0065】[0065]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、輝
度が高く、残像の生じにくいプラズマディスプレイパネ
ルを提供することができる。また、量子効率が高いとと
もに発光寿命が短く、ディスプレイの高性能化に寄与す
る蛍光体を提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a plasma display panel which has high luminance and is less likely to cause an afterimage. Further, it is possible to provide a phosphor that has a high quantum efficiency and a short emission life and contributes to high performance of the display.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る面放電型AC型プラズマディスプ
レイパネルの構造を示す分解斜視図。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the structure of a surface discharge type AC plasma display panel according to the present invention.

【図2】可視光反射層を設けたPDPの断面図。FIG. 2 is a sectional view of a PDP provided with a visible light reflection layer.

【図3】紫外線反射層を設けたPDPの断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a PDP provided with an ultraviolet reflective layer.

【図4】自然放出または微小共振器効果が起こっている
ときの、状態密度の周波数依存性を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing frequency dependence of density of states when spontaneous emission or a microresonator effect occurs.

【図5】蛍光体粒子の表面の凹凸の算出方法を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a method for calculating irregularities on the surface of phosphor particles.

【図6】蛍光体粒子の平均粒径の2倍の厚さを有する蛍
光体層を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a phosphor layer having a thickness twice the average particle diameter of phosphor particles.

【図7】実施例2aで得られた蛍光体粒子のSEM写
真。
FIG. 7 is an SEM photograph of the phosphor particles obtained in Example 2a.

【図8】蛍光体粒子の明るさおよび蛍光寿命を測定する
装置の構成を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an apparatus for measuring the brightness and the lifetime of fluorescence of phosphor particles.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…前面基板 2…背面基板 3…隔壁 4…アドレス電極 5…蛍光体層 6…透明電極 7…バス電極 8…透明誘電体層 9…保護層 10…蛍光体粒子 11…可視光反射層 12…紫外線反射層 21…ガラス板 22…フォトマルチプライアー 23…フィルター 24…フラッシュランプ 25…光ファイバー 26…オシロスコープ 1 ... Front substrate 2 ... Rear substrate 3 ... Partition 4 ... Address electrode 5 ... Phosphor layer 6 ... Transparent electrode 7 ... Bus electrode 8 ... Transparent dielectric layer 9 ... Protective layer 10 ... Phosphor particles 11 ... Visible light reflective layer 12 ... Ultraviolet reflective layer 21 ... Glass plate 22 ... Photomultiplier 23 ... Filter 24 ... Flash lamp 25 ... Optical fiber 26 ... Oscilloscope

フロントページの続き (72)発明者 アルベサール・恵子 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝研究開発センター内 (56)参考文献 特開 平8−134443(JP,A) 特開 平8−109375(JP,A) 特開 平8−92554(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 11/02 C09K 11/08 H01J 17/02 Continuation of the front page (72) Inventor Albesar / Keiko 1 Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Research & Development Center Co., Ltd. (56) Reference JP-A-8-134443 (JP, A) JP-A 8-109375 (JP, A) JP-A-8-92554 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01J 11/02 C09K 11/08 H01J 17/02

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 放電セルを規定する隔壁とアドレス電極
と蛍光体層とを有する背面基板と、アドレス電極に直交
する方向に延びる透明電極と透明誘電体層と保護層とを
有する前面基板とを有し、背面基板と前面基板との間に
形成される放電セル内で放電を起こし、蛍光体を励起し
て発光させるプラズマディスプレイパネルにおいて、上
記蛍光体層を構成する蛍光体粒子は、平均粒径が0.1
〜5μm、長径と短径との比が1.0〜1.5、粒子表
面の凹凸が粒径に対して5%以下、粒子表面に付着する
超微粒子が0.01重量%以下であり、かつ微小共振器
効果を示すことを特徴とするプラズマディスプレイパネ
ル。
1. A back substrate having barrier ribs defining discharge cells, an address electrode and a phosphor layer, and a front substrate having a transparent electrode extending in a direction orthogonal to the address electrode, a transparent dielectric layer and a protective layer. In the plasma display panel, which has a discharge in a discharge cell formed between the rear substrate and the front substrate and excites the phosphor to emit light, the phosphor particles forming the phosphor layer are average particles. Diameter is 0.1
˜5 μm, ratio of major axis to minor axis is 1.0 to 1.5, particle table
5% or less of surface irregularities adhere to the particle surface
Ultra fine particles of 0.01% by weight or less and a microresonator
A plasma display panel characterized by showing effects .
【請求項2】 隔壁の上端から20μm離れた位置にお
ける蛍光体層の膜厚とアドレス電極の中心位置における
蛍光体層の膜厚との変動が25%以下である請求項1記
載のプラズマディスプレイパネル。
2. The plasma display panel according to claim 1, wherein the variation between the thickness of the phosphor layer at a position 20 μm away from the upper end of the partition wall and the thickness of the phosphor layer at the center position of the address electrode is 25% or less. .
【請求項3】 放電セルを規定する隔壁とアドレス電極
と蛍光体層とを有する背面基板と、アドレス電極に直交
する方向に延びる透明電極と透明誘電体層と保護層とを
有する前面基板とを有し、背面基板と前面基板との間に
形成される放電セル内で放電を起こし、蛍光体を励起し
て発光させるプラズマディスプレイパネルにおいて、上
記蛍光体層を構成する蛍光体粒子は、平均粒径が0.1
〜5μm、曲率の最大と最小との比が1.5以下、粒子
表面の凹凸が粒径に対して5%以下、粒子表面に付着す
る超微粒子が0.01重量%以下であり、かつ微小共振
器効果を示すことを特徴とするプラズマディスプレイパ
ネル。
3. A back substrate having barrier ribs defining discharge cells, address electrodes and a phosphor layer, and a front substrate having transparent electrodes extending in a direction orthogonal to the address electrodes, a transparent dielectric layer and a protective layer. In the plasma display panel, which has a discharge in a discharge cell formed between the rear substrate and the front substrate and excites the phosphor to emit light, the phosphor particles forming the phosphor layer are average particles. Diameter 0.1
~ 5 μm, ratio of maximum and minimum curvature is 1.5 or less, particles
Surface irregularities are 5% or less of the particle size, and adhere to the particle surface
Ultra fine particles of 0.01% by weight or less and micro resonance
Plasma display panel characterized by exhibiting a container effect .
【請求項4】 蛍光体層の平均厚さが、蛍光体粒子の平
均粒径に対し3倍以下である請求項3記載のプラズマデ
ィスプレイパネル。
4. The plasma display panel according to claim 3, wherein the average thickness of the phosphor layer is 3 times or less the average particle size of the phosphor particles.
【請求項5】 蛍光体層と背面基板および隔壁との間
に、反射層を有する請求項3記載のプラズマディスプレ
イパネル。
5. The plasma display panel according to claim 3, further comprising a reflective layer between the phosphor layer, the back substrate and the partition.
【請求項6】 反射層が、MgO、α−Al23、Mg
Al24、3Al23・5SiO2または2MgO・2
Al23・5SiO2、MgF2、LiF、CaF2、Y
3、Irからなる群より選択される可視光または紫外
光を反射する物質からなる、請求項5記載のプラズマデ
ィスプレイパネル。
6. The reflective layer comprises MgO, α-Al 2 O 3 , Mg
Al 2 O 4 , 3Al 2 O 3 .5SiO 2 or 2MgO.2
Al 2 O 3 .5SiO 2 , MgF 2 , LiF, CaF 2 , Y
The plasma display panel according to claim 5, comprising a substance that reflects visible light or ultraviolet light selected from the group consisting of F 3 and Ir.
【請求項7】 前記蛍光体粒子は、粒度分布について、
80%D値と50% D値との変動および50%D値と2
0%D値との変動がいずれも20%以下である請求項1
または3に記載のプラズマディスプレイパネル。
7. The particle size distribution of the phosphor particles is
Variation between 80% D value and 50% D value and 50% D value and 2
The variation with 0% D value is 20% or less in all cases.
Or the plasma display panel described in 3.
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