JP3591461B2 - Phosphor material, phosphor film and plasma display panel - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高効率、長寿命で発光する蛍光体材料および蛍光体膜、および文字または画像表示用のカラーテレビジョン受像機やディスプレイ等に使用する希ガス放電発光を利用したプラズマディスプレイパネルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
以下、従来のプラズマディスプレイパネルについて説明する。図7は交流型(AC型)のプラズマディスプレイパネルの概略を示す断面図である。
【0003】
図7において、41はフロントカバープレート(前面ガラス基板)であり、この前面ガラス基板41上に表示電極42が形成されている。さらに、表示電極42が形成されているフロントカバープレート41は、誘電体ガラス層43及び酸化マグネシウム(MgO)誘電体保護層44により覆われている。
【0004】
また、45は背面ガラス基板(バックプレート)であり、この背面ガラス基板45上には、アドレス電極46および隔壁47、蛍光体層(50〜52)が設けられており、49が放電ガスを封入する放電空間となっている。前記蛍光体層はカラー表示のために、赤50、緑51、青52の3色の蛍光体層が順に配置されている。上記の各蛍光体層(50〜52)は、放電によって発生する波長の短い紫外線(波長147nm、172nm)により励起発光する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来のプラズマディスプレイパネルでは、蛍光体層の形成は、蛍光体粒子を含有したインクを印刷法で塗布して作製したり、または、蛍光体粒子を含有したシートをコートすることによって作製している。
【0006】
いずれの方法においても、インクまたはシート中に存在する有機バインダー成分を除去するために、蛍光体層形成後に500℃前後で焼成する必要がある。
【0007】
さらに、フロントカバープレートとバックプレートを接着するために、再度400℃以上の焼成プロセスが必要である。
【0008】
これらの焼成プロセスにおいて、使用される蛍光体はある程度の熱変化を起こし、輝度または色度の劣化を起こす。特に現在青色蛍光体として用いられているBa(1−x)MgAl10O17:Euxの熱劣化が顕著である。
【0009】
さらに、この青色蛍光体として用いられているBa(1−x)MgAl10O17:Euxは、プラズマディスプレイパネルの励起光である波長の短い真空紫外線(波長147nm、172nm)によって損傷を受けやすく、パネル点灯時間と共に発光強度が低下し、寿命の面で問題が残っている。
【0010】
以上のように、プラズマディスプレイパネルの青色蛍光体では、その製造上必要となる焼成プロセスでの蛍光体材料の熱劣化と寿命が短いという課題が存在する。
【0011】
そこで本発明は、蛍光体材料を改良することによって良好な発光特性の蛍光体膜を形成し、比較的高い輝度で長寿命のプラズマディスプレイパネルを提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の蛍光体材料は、組成がBa(1−x−y)SryMgaAlbOc:Euxで表される蛍光体材料において、xが0.08以下、0.01以上であることを特徴とする。
【0013】
従来の青色蛍光体であるBa(1−x)MgAl10O17:Euxなどの蛍光体材料では、一般的にEu2+イオンの置換量はxは0.1〜0.15のものが用いられている。
【0014】
これは、Eu2+イオンの置換量を多くするほど初期輝度は向上するが、耐熱性は、Eu2+イオンの置換量を少なくするほど向上する傾向にあるために、500℃前後の焼成プロセス後では、xが0.1〜0.15付近で最も膜の輝度が高くなるためである。
【0015】
一方、パネルの画質の面から見れば、輝度と同時に色度の評価も重要であり、これらをパラメータとして持つ発光強度(輝度を色度のy値で割った値)の評価が重要となる。
【0016】
発光強度で比較すれば、500℃前後の焼成後では、xが0.1以下でほぼ同等の値となる。
【0017】
プラズマディスプレイパネルではさらに、前面と背面のパネルを接着するために400℃前後の焼成が必要となり、この温度が500℃前後の蛍光体焼成温度よりも低いにもかかわらず、発光強度の劣化を起こす。したがってEu2+イオンの置換量を本発明の構成のようにすることで耐熱性を高めることによって、従来の蛍光体膜よりも発光強度の高い蛍光体膜を実現することが可能となる。
【0018】
前記構成においては、xが0.075以下、0.02以上であることが好ましい。
【0019】
さらに、xが0.06以下、0.03以上であることが好ましい。
【0020】
また、yが0.2以下、0.01以上であることが好ましい。
【0021】
Ba(1−x)MgAl10O17:Euxの寿命(耐紫外線性)は、一般的にEu2+イオンの置換量が多くなるほど長くなる傾向にある。しかし、上記ように耐熱性とトレードオフの関係にある。Ba(1−x)MgAl10O17:Euxの寿命はBaの一部をSrに置き換えることで改善することができる。したがってEu2+イオンの置換量を本発明の構成のように低下させて、同時にSrの置換量を本発明の構成のようにすることで、従来の蛍光体よりも耐熱性が高く、しかも長寿命の蛍光体を実現することが可能となる。
【0022】
前記構成においては、yが0.2以下、0.01以上であることが好ましい。
【0023】
さらに、yが0.15以下、0.02以上であることが好ましい。
【0024】
さらに、yが0.1以下、0.02以上であることが好ましい。
【0025】
さらに、x+yが0.2以下、0.05以上であることが好ましい。
【0026】
さらに、x+yが0.15以下、0.09以上であることが好ましい。
【0027】
また、本発明の蛍光体膜は、上記蛍光体材料で構成されたことを特徴とする。さらに、本発明のプラズマディスプレイパネルは、一対の平行に配されたプレートの間に、電極および複数色の蛍光体層とが配設され、ガス媒体が封入された放電空間が形成され、放電に伴って紫外線を発し、前記蛍光体層で可視光に変換することによって発光するプラズマディスプレイパネルであって、前記蛍光体層の少なくとも一色の蛍光体層が上記蛍光体膜で構成されていることを特徴とする。
【0028】
【発明の実施の形態】
(実施の形態)
以下、本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイパネルを説明する。図6は、本実施の形態における交流面放電型プラズマディスプレイパネルの概略を示す断面図である。図6ではセルが1つだけ示されているが、赤、緑、青の各色を発光するセルが多数配列されてPDPが構成されている。
【0029】
このPDPは、前面ガラス基板(フロントカバープレート)11上に表示電極12と誘電体ガラス層13、保護層14が配された前面パネルと、背面ガラス基板(バックプレート)15上にアドレス電極16、可視光反射層17、隔壁18および蛍光体層19が配された背面パネルとを張り合わせ、前面パネルと背面パネル間に形成される放電空間内に放電ガスが封入された構成となっており、以下に示すように作製される。
【0030】
(前面パネルの作製)
前面パネルは、前面ガラス基板11上に表示電極12を形成し、その上を鉛系の誘電体ガラス層13で覆い、更に誘電体ガラス層13の表面に保護層14を形成することによって作製する。
【0031】
本実施の形態では、表示電極12は銀電極であって、銀電極用のペーストをスクリーン印刷した後に焼成する方法で形成する。また、鉛系の誘電体ガラス層13の組成は、酸化鉛[PbO]70重量%,酸化硼素[B2O3]15重量%,酸化硅素[SiO2]15重量%であって、スクリーン印刷法と焼成によって、約20μmの膜厚に形成した。
【0032】
次に上記の誘電体ガラス層13上にCVD法(化学蒸着法)にて1.0μmの酸化マグネシウム(MgO)の保護層14を形成した。
【0033】
(背面パネルの作製)
背面ガラス基板15上に、銀電極用のペーストをスクリーン印刷しその後焼成する方法によってアドレス電極16を形成し、その上にスクリーン印刷法と焼成によってTiO2粒子と誘電体ガラスからなる可視光反射層17と、同じくスクリーン印刷をくり返し行なった後焼成することによって得られたガラス製の隔壁18を所定のピッチで作成する。
【0034】
そして、隔壁18に挟まれた各空間内に、赤色蛍光体,緑色蛍光体,青色蛍光体の中の1つを配設することによって蛍光体層19を形成する。この蛍光体層19の形成方法および用いる蛍光体材料については後で詳述するが、ノズルから蛍光体インクを連続的に噴射しながら走査する方法で蛍光体インクを塗布し、塗布後に500℃前後で空気中で焼成することによって形成する。
【0035】
尚、本実施の形態では、40インチクラスのハイビジョンテレビに合わせて、隔壁の高さは0.1〜0.15mmとし、隔壁ピッチは0.15〜0.3mmとした。またバックカバー面および隔壁側面に形成した蛍光体層19は、平均粒径1〜7μmの蛍光体粒子で構成され、厚さ5〜50μmとした。
【0036】
(パネル張り合わせによるPDPの作製)
次に、このように作製した前面パネルと背面パネルとを封着用ガラスを用いて前面パネルと表示電極とアドレス電極が直交するように張り合せ、450℃前後で焼成した後、隔壁18で仕切られた放電空間内を高真空(8×10−7Torr)に排気し、所定の組成の放電ガスを所定の圧力で封入することによってPDPを作製する。
【0037】
なお、本実施の形態では、放電ガスにおけるXeの含有量を5体積%とし、封入圧力を500〜800Torrの範囲に設定した。
【0038】
(蛍光体層の形成方法について)
図5は蛍光体層19を形成する際に用いるインク塗布装置20の概略構成図である。図5に示されるように、インク塗布装置20において、サーバ21には蛍光体インクが貯えられており、加圧ポンプ22は、このインクを加圧してヘッダ23に供給する。ヘッダ23には、インク室23aおよびノズル24が設けられており、加圧されてインク室23aに供給されたインクは、ノズル24から連続的に噴射されるようになっている。
【0039】
蛍光体インクは、各色蛍光体材料粒子、バインダー、溶剤成分、必要に応じて界面活性剤、シリカ等が適度な粘度となるように調合されたものである。
【0040】
なお、蛍光体層の形成方法としてはこれ以外にも、蛍光体インクをスクリーン印刷法で塗布する方法や、蛍光体材料を含有したシートを作製し、これを付着させる方法等によっても形成可能である。
【0041】
(蛍光体材料について)
蛍光体インクを構成する蛍光体材料としては、青色以外は一般的にPDPの蛍光体層に使用されているものを用いることができる。その具体例としては、
「緑色蛍光体」: Zn2SiO4:MnまたはBaAl12O19:Mn
「赤色蛍光体」: YBO3:Euまたは(YxGd1−x)BO3:Eu
を挙げることができる。
【0042】
青色蛍光体としては組成が、Ba(1−x−y)SryMgaAlbOc:Euxを用いた。
【0043】
良好な発光特性の蛍光体膜を得るためには、使用するこれらの蛍光体材料の耐熱性の検討が必要である。図1(a)(b)にBa0.95―xSr0.05MgAl10O17:Euxの蛍光体材料およびBa1―xMgAl10O17:Euxにおけるxを変化させた時の焼成プロセス前後の、相対発光強度をそれぞれ示す。相対発光強度は、Ba0.9MgAl10O17:Eu0.1の焼成前の発光強度を100として相対比較した。
【0044】
図1中の実線は焼成前の各蛍光体の特性、破線は前記蛍光体を空気中で520℃で焼成した後の特性、一点鎖線は、520℃焼成後にさらに空気中で460℃で焼成した後の特性を示す。Ba0.95―xSr0.05MgAl10O17:EuxおよびBa1―xMgAl10O17:Euxはいずれも同様の傾向を示すが、発光強度比較では、Srを含まない方が1〜2%程度発光強度が高くなった。
【0045】
それぞれの材料での焼成した後の発光強度比較では、520℃焼成後には、x=0.1以下でほぼ同等の値となり、さらに460℃焼成を行った後では、x=0.03〜0.06付近で最も高くなった。
【0046】
このように、発光強度評価では、x=0.08以上では焼成とともに、発光強度が減少する傾向であるのに対して、x=0.08以下では焼成により、発光強度が増加する場合があり、プラズマディプレイパネル作製時のように蛍光体の加熱が2回以上繰り返されるような場合には、x=0.03〜0.06付近で最も良好な特性が得られた。
【0047】
この原因としては、Eu量が比較的多いときには、焼成中にEu2+イオンが酸化され易いために、発光強度が劣化するものと考えられる。
【0048】
一方、Eu量が比較的少ないときは、焼成中のEu2+イオンの酸化が少なく、逆に焼成による水分などの不純物の除去や、結晶性の向上等により発光強度が向上するものと考えられる。
【0049】
尚、Eu量が少ない程耐熱性が向上するという傾向は、Ba0.95―xSr0.05MgAl10O17:Euxに限られるものではなく、Ba(1−x−y)SryMgAl10O17:EuxにおいてSr量yに関係なく同じ傾向を示し、焼成前の発光強度を考慮した場合、x=0.03〜0.06付近で最も良好な特性が得られた。
【0050】
さらに、Eu2+イオンを付活剤とする組成がBa(1−x−y)SryMgaAlbOc:Euxで表される蛍光体は、Ba(1−x−y)SryMgAl10O17:Euxに限られるものではなく、Ba(1−x−y)SryMgAl14O23:Eux等を用いても同様の結果が得られた。
【0051】
一方、プラズマディスプレイパネルに使用する青色蛍光体では、寿命の面でも課題があり、使用する蛍光体材料の耐久性の検討が必要である。
【0052】
図2に、Ba1―xMgAl10O17:Euxの蛍光体材料におけるxを変化させた時の耐久性を示す。縦軸はパネル点灯初期の発光強度を100としたときの5000時間点灯後の発光強度、横軸はxである。
【0053】
従来の青色蛍光体Ba1―xMgAl10O17:Euxでは、耐久性はxの増加に伴って強くなる。これは、Baイオンよりもそれに置換されるEuイオンの方がイオン半径が小さいために、xが増加するに従って、Euと酸素の結合距離が縮まり、結合エネルギーが強くなるためと考えられる。
【0054】
しかし、Ba1―xMgAl10O17:Euxでは耐久性に関するx依存性は、耐熱性に関するx依存性とトレードオフの関係にあり、xは0.1〜0.15程度で用いていた。
【0055】
図3にBa(0.95−y)SryMgAl10O17:Eu0.05の蛍光体材料におけるyを変化させた時の耐久性を示す。縦軸はパネル点灯初期の発光強度を100としたときの5000時間点灯後の発光強度、横軸はyである。Eu量(x)を一定とした時には、耐久性はyの増加に伴って強くなる。この原因は、Eu依存性の場合と同様に、Baイオンよりもそれに置換されるSrイオンの方がイオン半径が小さいために、yが増加するに従って、Euと酸素の結合距離が縮まり、結合エネルギーが強くなるためと考えられる。
【0056】
また、図4にBa0.95―ySryMgAl10O17:Eu0.05の蛍光体材料を、520℃焼成後にさらに空気中で460℃で焼成した後の、相対発光強度のy依存性を示す。相対発光強度は、y=0(Ba0.95MgAl10O17:Eu0.05)の焼成前の発光強度を100として相対比較した。発光強度は、Srの増加と共に低下するが、yが0.2までは、Srが含まれない蛍光体に比較して8%程度の低下に留まることがわかる。
【0057】
以上の結果のように、従来の青色蛍光体Ba1―xMgAl10O17:Euxでは、耐熱性をあげるためにxを低減すると耐久性が悪くなるという問題があり、これらの兼ね合いからx=0.1〜0.15で使用していたが、本実施の形態のように、Srを含有させたBa(1−x−y)SryMgAl10O17:Euxで表される蛍光体において、Eu量xを0.08〜0.01にして、さらにSr量yを0.2〜0.01以下にすることで、耐熱性と耐久性がともに従来の蛍光体より向上した蛍光体材料が得られる。
【0058】
なお、xは0.075以下、0.02以上でさらに耐熱性が向上し、0.06以下、0.03以上で最も良好となる。また、耐熱性と耐久性の総合的な効果ではyは0.15以下、0.02以上でさらに良好になり、0.1以下、0.02以上で最も良好となる。
【0059】
また、xとyは、それぞれが耐熱性、耐久性に影響を及ぼすことから、これらの影響を考慮した場合、x+yが0.2以下、0.05以上にすることが望ましく、0.15以下、0.09以上が最適な値であった。
【0060】
本実施の形態で用いる各色蛍光体は以下のようにして作製できる。青色蛍光体は、まず、炭酸バリウム(BaCO3)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、酸化アルミニウム(α−Al2O3)、炭酸ストロンチウム(SrCO3)、酸化ユーロピウム(Eu203)を所定の量だけ混合する。そして、適量のフラックス(AlF2,BaCl2)と共にボールミルで混合し、1400℃〜1650℃で所定時間(例えば、0.5時間)、弱還元性雰囲気(H2,N2中)で焼成して得る。
【0061】
赤色蛍光体は、原料として水酸化イットリウムY2(OH)3と硼酸(H3BO3)とY,Bの原子比1対1になるように配合する。次に、この混合物に対して所定量の酸化ユーロピウム(Eu2O3)を添加し、適量のフラックスと共にボールミルで混合し、空気中1200℃〜1450℃で所定時間(例えば1時間)焼成して得る。
【0062】
緑色蛍光体は、原料として酸化亜鉛(ZnO)、酸化珪素(Si02)をZn,Siの原子比2対1になるように配合する。次にこの混合物に所定量の酸化マンガン(Mn2O3)を添加し、ボールミルで混合後、空気中1200℃〜1350℃で所定時間(例えば0.5時間)焼成して得る。
【0063】
(実施例)
【0064】
【表1】
【0065】
パネルNo.1〜4のPDPは、前記実施の形態に基づいて作製した実施例に係わるPDPであって、青色蛍光体Ba(1−x−y)SryMgAl10O17:Euxにおけるxおよびyを変化させたものである。なお、パネルNo.5および6のPDPは、比較例に係わるPDPである。
【0066】
なお、前記各PDPにおいて、蛍光体膜作製後の焼成は520℃、パネル張り合わせ時の焼成は460℃で行った。また、蛍光体膜厚は20μm、放電ガス圧は500Torrに設定した。また、各PDPにおけるパネル輝度は、放電維持電圧が150V、周波数が30kHzの放電条件で測定した。
【0067】
なお、表中の輝度とは、白色表示の色温度を9500度にするために、各色の信号を調整した場合の輝度である。
【0068】
パネルの評価結果により、初期輝度はxおよびyに影響されx=0.05で、yが小さいパネル程輝度が高くなっている。また、5000時間パネル点灯後の輝度では、x+yの値が大きくなるほど耐久性が向上している。これらの結果、特に、x=0.05、y=0.05(No.2)のパネルでの輝度向上が大きかった。
【0069】
【発明の効果】
以上のように本発明の蛍光体材料を用いれば、耐熱性および耐久性の高い蛍光体膜が形成され、プラズマディスプレイパネル作製時の、焼成プロセスで熱劣化および点灯中の発光強度劣化が抑えられ、発光強度が高く、長寿命で画質の良好なプラズマディスプレイパネルが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a),(b)本発明の一実施の形態の蛍光体材料の耐熱性を示す図
【図2】従来の蛍光体の耐久性を示す図
【図3】本発明の一実施の形態の蛍光体材料の耐久性を示す図
【図4】本発明の一実施の形態の蛍光体材料の耐熱性を示す図
【図5】本実施の形態で蛍光体層を形成する際に用いるインク塗布装置の概略構成図
【図6】本発明の一実施の形態に係わる交流面放電型プラズマディスプレイパネルの概略を示す断面図
【図7】従来の交流面放電型プラズマディスプレイパネルの概略断面図
【符号の説明】
11 前面ガラス基板(フロントカバープレート)
12 表示電極
13 誘電体ガラス層
14 誘電体保護層(MgO)
15 背面ガラス基板(バックプレート)
16 アドレス電極
17 可視光反射層
18 隔壁
19 蛍光体層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a phosphor material and a phosphor film that emit light with high efficiency and long life, and a plasma display panel using rare gas discharge light emission used for a color television receiver or display for displaying characters or images. It is.
[0002]
[Prior art]
Hereinafter, a conventional plasma display panel will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an AC type (AC type) plasma display panel.
[0003]
In FIG. 7,
[0004]
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional plasma display panel, the phosphor layer is formed by applying an ink containing phosphor particles by a printing method or by coating a sheet containing the phosphor particles. .
[0006]
In either method, it is necessary to bake at about 500 ° C. after forming the phosphor layer in order to remove the organic binder component present in the ink or sheet.
[0007]
Further, in order to bond the front cover plate and the back plate, a baking process at 400 ° C. or higher is required again.
[0008]
In these firing processes, the phosphor used undergoes some degree of thermal change, causing a degradation in brightness or chromaticity. In particular, Ba (1-x) MgAl 10 O 17 : Eux, which is currently used as a blue phosphor, is significantly deteriorated by heat.
[0009]
Further, Ba (1-x) MgAl 10 O 17 : Eux used as the blue phosphor is easily damaged by vacuum ultraviolet rays (wavelengths of 147 nm and 172 nm), which are short wavelength excitation light of the plasma display panel. The light emission intensity decreases with the panel lighting time, and a problem remains in terms of life.
[0010]
As described above, in the blue phosphor of the plasma display panel, there is a problem that the phosphor material is thermally degraded in a baking process required for its manufacture and its life is short.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to provide a plasma display panel having a relatively high luminance and a long life by forming a phosphor film having good emission characteristics by improving a phosphor material.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the phosphor material of the present invention, x is 0.08 or less and 0.01 or more in the phosphor material whose composition is represented by Ba (1-xy) SryMgaAlbOc: Eux. It is characterized by the following.
[0013]
Conventional a blue phosphor Ba (1-x) MgAl 10 O 17: In the phosphor material such as EuX, the substitution amount of generally Eu 2+ ions x are used those 0.1-0.15 ing.
[0014]
This is because the initial luminance increases as the Eu 2+ ion replacement amount increases, but the heat resistance tends to improve as the Eu 2+ ion replacement amount decreases. , X are around 0.1 to 0.15 because the brightness of the film becomes highest.
[0015]
On the other hand, from the viewpoint of the image quality of the panel, the evaluation of the chromaticity as well as the luminance is important, and the evaluation of the light emission intensity (the value obtained by dividing the luminance by the y value of the chromaticity) having these as parameters is important.
[0016]
Comparing the emission intensities, after firing at around 500 ° C., the value of x is approximately equal to or less than 0.1.
[0017]
Further, the plasma display panel needs to be baked at about 400 ° C. in order to bond the front and back panels, and although this temperature is lower than the sintering temperature of the phosphor at about 500 ° C., the emission intensity is deteriorated. . Therefore, by increasing the heat resistance by setting the substitution amount of Eu 2+ ions as in the configuration of the present invention, it becomes possible to realize a phosphor film having higher emission intensity than a conventional phosphor film.
[0018]
In the above configuration, x is preferably 0.075 or less and 0.02 or more.
[0019]
Further, x is preferably 0.06 or less and 0.03 or more.
[0020]
Moreover, it is preferable that y is 0.2 or less and 0.01 or more.
[0021]
In general, the lifetime (ultraviolet resistance) of Ba (1-x) MgAl 10 O 17 : Eux tends to be longer as the substitution amount of Eu 2+ ions increases. However, there is a trade-off relationship with heat resistance as described above. The life of Ba (1-x) MgAl 10 O 17 : Eux can be improved by replacing part of Ba with Sr. Therefore, by lowering the substitution amount of Eu 2+ ions as in the configuration of the present invention and simultaneously reducing the substitution amount of Sr as in the configuration of the present invention, the heat resistance is higher than that of the conventional phosphor, and the lifetime is longer. Can be realized.
[0022]
In the above configuration, y is preferably 0.2 or less and 0.01 or more.
[0023]
Further, it is preferable that y is 0.15 or less and 0.02 or more.
[0024]
Further, it is preferable that y is 0.1 or less and 0.02 or more.
[0025]
Further, it is preferable that x + y is 0.2 or less and 0.05 or more.
[0026]
Furthermore, it is preferable that x + y is 0.15 or less and 0.09 or more.
[0027]
Further, a phosphor film of the present invention is characterized by being composed of the above phosphor material. Furthermore, in the plasma display panel of the present invention, electrodes and phosphor layers of a plurality of colors are arranged between a pair of parallelly arranged plates, and a discharge space in which a gas medium is sealed is formed. A plasma display panel that emits ultraviolet light and emits light by converting it into visible light with the phosphor layer, wherein at least one phosphor layer of the phosphor layer is formed of the phosphor film. Features.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment)
Hereinafter, a plasma display panel according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a sectional view schematically showing an AC surface discharge type plasma display panel according to the present embodiment. Although only one cell is shown in FIG. 6, a PDP is configured by arranging a large number of cells that emit red, green, and blue light.
[0029]
This PDP includes a front panel in which a display electrode 12, a dielectric glass layer 13 and a protective layer 14 are disposed on a front glass substrate (front cover plate) 11, an address electrode 16 on a rear glass substrate (back plate) 15, A back panel on which the visible
[0030]
(Preparation of front panel)
The front panel is manufactured by forming a display electrode 12 on a front glass substrate 11, covering the display electrode 12 with a lead-based dielectric glass layer 13, and forming a protective layer 14 on the surface of the dielectric glass layer 13. .
[0031]
In the present embodiment, the display electrode 12 is a silver electrode, and is formed by a method in which a paste for a silver electrode is screen-printed and then fired. Further, the composition of the dielectric glass layer 13 of the lead-based, lead oxide [PbO] 70 wt%, [2 O 3 B] 15 % by weight boron oxide, a silicon oxide [SiO 2] 15% by weight, screen printing The film was formed to a thickness of about 20 μm by the method and firing.
[0032]
Next, a protective layer 14 of magnesium oxide (MgO) having a thickness of 1.0 μm was formed on the dielectric glass layer 13 by a CVD method (chemical vapor deposition method).
[0033]
(Production of back panel)
An address electrode 16 is formed on the
[0034]
Then, a phosphor layer 19 is formed by disposing one of a red phosphor, a green phosphor, and a blue phosphor in each space sandwiched by the partition walls 18. The method of forming the phosphor layer 19 and the phosphor material to be used will be described later in detail, but the phosphor ink is applied by a method of scanning while continuously ejecting the phosphor ink from the nozzle, and after the application, about 500 ° C. And fired in air.
[0035]
In the present embodiment, the height of the partition walls is 0.1 to 0.15 mm and the partition wall pitch is 0.15 to 0.3 mm in accordance with a 40-inch class high-definition television. The phosphor layer 19 formed on the back cover surface and the side wall of the partition wall was composed of phosphor particles having an average particle size of 1 to 7 μm and had a thickness of 5 to 50 μm.
[0036]
(Production of PDP by panel bonding)
Next, the front panel and the rear panel manufactured as described above are bonded together using a sealing glass so that the front panel, the display electrode, and the address electrode are orthogonal to each other, fired at about 450 ° C., and separated by the partition wall 18. The discharge space is evacuated to a high vacuum (8 × 10 −7 Torr), and a discharge gas having a predetermined composition is sealed at a predetermined pressure to produce a PDP.
[0037]
In this embodiment, the content of Xe in the discharge gas is set to 5% by volume, and the filling pressure is set in the range of 500 to 800 Torr.
[0038]
(About the method of forming the phosphor layer)
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an
[0039]
The phosphor ink is prepared by mixing phosphor material particles of each color, a binder, a solvent component, and, if necessary, a surfactant, silica and the like so as to have an appropriate viscosity.
[0040]
In addition, as a method for forming the phosphor layer, a method of applying a phosphor ink by a screen printing method, a method of producing a sheet containing a phosphor material, and a method of attaching the sheet can be used. is there.
[0041]
(About phosphor material)
As the phosphor material constituting the phosphor ink, a material generally used for a phosphor layer of a PDP other than blue can be used. As a specific example,
“Green phosphor”: Zn 2 SiO 4 : Mn or BaAl 12 O 19 : Mn
"Red phosphor": YBO 3: Eu or (YxGd1-x) BO 3: Eu
Can be mentioned.
[0042]
As the blue phosphor, Ba (1-xy) SryMgaAlbOc: Eux was used.
[0043]
In order to obtain a phosphor film having good emission characteristics, it is necessary to consider the heat resistance of these phosphor materials to be used. Figure 1 (a) (b) to Ba0.95-xSr0.05MgAl 10 O 17: Eux of the phosphor material and Ba1-xMgAl 10 O 17: firing process before and after the time of changing the x in EuX, relative emission intensity Are respectively shown. The relative emission intensity, Ba0.9MgAl 10 O 17: the emission intensity before firing Eu0.1 was relatively compared as 100.
[0044]
The solid line in FIG. 1 is the characteristic of each phosphor before firing, the broken line is the characteristic after firing the phosphor at 520 ° C. in air, and the dashed line is the firing at 460 ° C. in air after firing at 520 ° C. The later characteristics are shown. Ba0.95-xSr0.05MgAl 10 O 17: Eux and Ba1-xMgAl 10 O 17: Eux shows the same tendency as either, but the emission intensity comparison, is 1 to 2% of the emission intensity who does not contain Sr Got higher.
[0045]
In comparison of the emission intensities after baking with each material, after baking at 520 ° C., the values were almost equal at x = 0.1 or less, and after baking at 460 ° C., x = 0.03 to 0. It became the highest around 0.06.
[0046]
Thus, in the emission intensity evaluation, the emission intensity tends to decrease with baking at x = 0.08 or more, whereas the emission intensity may increase by baking at x = 0.08 or less. In the case where the heating of the phosphor was repeated twice or more as in the case of producing a plasma display panel, the best characteristics were obtained when x = 0.03 to 0.06.
[0047]
It is considered that the reason for this is that when the amount of Eu is relatively large, the Eu 2+ ions are easily oxidized during firing, so that the emission intensity is deteriorated.
[0048]
On the other hand, when the amount of Eu is relatively small, it is considered that Eu 2+ ions are less oxidized during firing, and the emission intensity is improved by removing impurities such as moisture by firing and improving crystallinity.
[0049]
Incidentally, the trend of improving higher heat resistance Eu amount is small, Ba0.95-xSr0.05MgAl 10 O 17: not limited to Eux, Ba (1-x- y) SryMgAl 10 O 17: In Eux The same tendency was exhibited irrespective of the Sr amount y, and the best characteristics were obtained near x = 0.03 to 0.06 in consideration of the emission intensity before firing.
[0050]
Further, the phosphor whose composition using Eu 2+ ion as an activator is represented by Ba (1-xy) SryMgaAlbOc: Eux is limited to Ba (1-xy) SryMgAl 10 O 17 : Eux. Instead, similar results were obtained using Ba (1-xy) SryMgAl 14 O 23 : Eux or the like.
[0051]
On the other hand, the blue phosphor used for the plasma display panel has a problem in terms of life, and it is necessary to study the durability of the phosphor material used.
[0052]
FIG. 2 shows the durability of the phosphor material of Ba1-xMgAl 10 O 17 : Eux when x is changed. The vertical axis represents the light emission intensity after lighting for 5000 hours when the light emission intensity at the beginning of panel lighting is 100, and the horizontal axis represents x.
[0053]
In the conventional blue phosphor Ba1-xMgAl 10 O 17 : Eux, the durability increases as x increases. This is probably because the Eu ion substituted with the Ba ion has a smaller ionic radius than the Ba ion, so that as x increases, the bond distance between Eu and oxygen decreases and the bond energy increases.
[0054]
However, in Ba1-xMgAl 10 O 17 : Eux, the x dependency on durability has a trade-off relationship with the x dependency on heat resistance, and x was used at about 0.1 to 0.15.
[0055]
FIG. 3 shows the durability of the phosphor material of Ba (0.95-y) SryMgAl 10 O 17 : Eu0.05 when y is changed. The vertical axis represents the light emission intensity after lighting for 5000 hours when the light emission intensity at the beginning of panel lighting is 100, and the horizontal axis represents y. When the amount of Eu (x) is constant, the durability increases as y increases. This is because, as in the case of the Eu dependence, the Sr ion substituted with the Ba ion has a smaller ionic radius than the Ba ion, so that as y increases, the bond distance between Eu and oxygen decreases, and the bond energy decreases. Is considered to be stronger.
[0056]
Further, FIG. 4 Ba0.95-ySryMgAl 10 O 17: phosphor material Eu0.05, after firing at 460 ° C. In addition in air after 520 ° C. firing shows y dependency of relative emission intensity. The relative luminous intensity was relatively compared with the luminous intensity before firing of y = 0 (Ba0.95MgAl 10 O 17 : Eu0.05) as 100. It can be seen that the emission intensity decreases with an increase in Sr, but only decreases by about 8% when y is up to 0.2 as compared with a phosphor containing no Sr.
[0057]
As described above, in the conventional blue phosphor Ba1-xMgAl 10 O 17 : Eux, there is a problem that if x is reduced in order to increase heat resistance, the durability is deteriorated. Although used in the range of 1 to 0.15, as in the present embodiment, in the phosphor represented by Ba (1-xy) SryMgAl 10 O 17 : Eux containing Sr, the Eu amount x Is set to 0.08 to 0.01 and the Sr amount y is set to 0.2 to 0.01 or less, a phosphor material having both improved heat resistance and durability over the conventional phosphor can be obtained.
[0058]
The heat resistance is further improved when x is 0.075 or less and 0.02 or more, and the best is obtained when x is 0.06 or less and 0.03 or more. Further, in terms of the total effect of heat resistance and durability, y is 0.15 or less and 0.02 or more, and further improved, and y is 0.1 or less, 0.02 or more, and the best.
[0059]
Further, since x and y each affect heat resistance and durability, in consideration of these effects, x + y is desirably 0.2 or less, 0.05 or more, and 0.15 or less. , 0.09 or more was the optimum value.
[0060]
Each color phosphor used in the present embodiment can be manufactured as follows. Blue phosphor, first, barium carbonate (BaCO 3), magnesium carbonate (MgCO 3), aluminum oxide (α-Al 2 O 3) , strontium carbonate (SrCO 3), europium oxide (Eu 2 0 3) a predetermined Mix by volume. Then, it is mixed with an appropriate amount of flux (AlF 2 , BaCl 2 ) by a ball mill, and fired at 1400 ° C. to 1650 ° C. for a predetermined time (for example, 0.5 hour) in a weak reducing atmosphere (in H 2 , N 2 ). Get it.
[0061]
The red phosphor is blended with yttrium hydroxide Y 2 (OH) 3 and boric acid (H 3 BO 3 ) as raw materials so that the atomic ratio of Y and B is 1: 1. Next, a predetermined amount of europium oxide (Eu 2 O 3 ) is added to the mixture, mixed with a suitable amount of flux by a ball mill, and fired in air at 1200 ° C. to 1450 ° C. for a predetermined time (for example, 1 hour). obtain.
[0062]
Green phosphor, as raw materials of zinc oxide (ZnO), formulated to be a silicon oxide (Si0 2) Zn, the atomic ratio of 2: 1 of Si. Next, a predetermined amount of manganese oxide (Mn 2 O 3 ) is added to the mixture, mixed with a ball mill, and fired in air at 1200 ° C. to 1350 ° C. for a predetermined time (for example, 0.5 hour).
[0063]
(Example)
[0064]
[Table 1]
[0065]
Panel No. PDPs Nos. 1 to 4 are PDPs according to the examples manufactured based on the above embodiment, and x and y in the blue phosphor Ba (1-xy) SryMgAl 10 O 17 : Eux were changed. Things. Note that the panel No. PDPs 5 and 6 are PDPs according to the comparative example.
[0066]
In each of the above PDPs, baking was performed at 520 ° C. after the phosphor film was formed, and baking was performed at 460 ° C. when bonding the panels. The phosphor film thickness was set to 20 μm, and the discharge gas pressure was set to 500 Torr. The panel luminance in each PDP was measured under a discharge condition of a discharge sustaining voltage of 150 V and a frequency of 30 kHz.
[0067]
Note that the luminance in the table is the luminance when the signals of the respective colors are adjusted in order to set the color temperature of white display to 9500 degrees.
[0068]
According to the evaluation result of the panel, the initial luminance is affected by x and y, and x = 0.05, and the panel having a smaller y has a higher luminance. Further, in the luminance after the panel has been turned on for 5000 hours, the durability increases as the value of x + y increases. As a result, the improvement in luminance was particularly large in the panel where x = 0.05 and y = 0.05 (No. 2).
[0069]
【The invention's effect】
As described above, when the phosphor material of the present invention is used, a phosphor film having high heat resistance and high durability is formed, and during plasma display panel fabrication, thermal degradation in the firing process and emission intensity degradation during lighting are suppressed. In addition, a plasma display panel having high emission intensity, long life, and good image quality can be realized.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams showing heat resistance of a phosphor material according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing durability of a conventional phosphor. FIG. FIG. 4 is a diagram showing the durability of the phosphor material according to the embodiment. FIG. 4 is a diagram showing the heat resistance of the phosphor material according to the embodiment of the present invention. FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an AC surface discharge type plasma display panel according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic view showing a conventional AC surface discharge type plasma display panel. Cross-sectional view [Explanation of reference numerals]
11 Front glass substrate (front cover plate)
12 display electrode 13 dielectric glass layer 14 dielectric protection layer (MgO)
15 Back glass substrate (back plate)
16
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