JP5212553B2 - プラズマディスプレイパネル - Google Patents
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Description
本発明は、紫外線によって励起される蛍光体を含む蛍光体層を有するプラズマディスプレイパネルに関する。
プラズマディスプレイパネル(以下、「PDP」と称する)の表示画像の品質は、蛍光体層の残光特性によって大きく左右される。蛍光体層の発光強度が最大値となる時点から発光強度が最大値の1/10となる時点までの時間を残光時間とすると、残光時間が短いほどPDPの表示画像の品質は向上する。
蛍光体層に含まれる緑色蛍光体として、Zn2SiO4:Mnや(Y,Gd)BO3:Tbが知られている(例えば、特許文献1、2、3および4)。これらの緑色蛍光体は、残光時間を短縮するために、例えば、残光時間の短い(Y,Gd)Al3(BO3)4:Tbと混合される。また、Zn2SiO4:Mn自体の残光時間を短縮するために、発光中心であるマンガン(Mn)の濃度が高められる。
PDPは、前面板と、前面板に対向配置された背面板と、背面板上に形成された蛍光体層と、を備える。蛍光体層は、Zn2SiO4:Mnと(Y1−X,GdX)3Al5O12:Ce(ただし、0≦X≦1)とを含む緑色蛍光体層を有する。Zn2SiO4:Mnは、Znの含有量とMnの含有量との合計に対するMnの含有量が8原子%以上10原子%以下であり、かつ、Siの含有量に対するZnの含有量とMnの含有量との合計が197原子%以上202原子%以下である。(Y1−X,GdX)3Al5O12:Ceの含有量は、Zn2SiO4:Mnの含有量と(Y1−X,GdX)3Al5O12:Ceの含有量との合計に対して、20重量%以上50重量%以下である。
[1.PDPの構成]
図1に示すように、PDP10は、前面基板11と背面基板17とを対向配置している。
図1に示すように、PDP10は、前面基板11と背面基板17とを対向配置している。
ガラス製の前面基板11上には、平行に配置された走査電極12と維持電極13とで対をなす表示電極14が複数形成されている。本実施の形態では、走査電極12および維持電極13は、走査電極12、維持電極13、維持電極13、走査電極12の順で配列されている。走査電極12は、幅の広い透明電極12aの上に幅の狭いバス電極12bが積層されている。維持電極13も同様に、幅の広い透明電極13aの上に幅の狭いバス電極13bが積層されている。透明電極12a、13aは、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)などの導電性の金属酸化物を含む。バス電極12b、13bは、導電性を高めるために形成され、銀(Ag)などの金属を含む。
前面基板11上には、表示電極14を覆う誘電体層15が形成されている。誘電体層15は、膜厚が約40μmである。誘電体層15は、酸化ビスマス(Bi2O3)系低融点ガラスまたは酸化亜鉛(ZnO)系低融点ガラスで形成されている。
誘電体層15上には、酸化マグネシウム(MgO)からなる保護層16が形成されている。保護層16は、膜厚が約0.8μmである。保護層16は、酸化マグネシウム(MgO)を主体とするアルカリ土類金属酸化物からなる薄膜層である。保護層16は、誘電体層15をイオンスパッタから保護するために形成される。また、保護層16は、放電開始電圧などの放電特性を安定させるために形成される。
ガラス製の背面基板17上には、平行に配置された複数のデータ電極18が形成されている。データ電極18は、銀(Ag)などを主成分とする導電性の高い材料を含む。
データ電極18を覆うように下地誘電体層19が形成されている。下地誘電体層19は、酸化ビスマス(Bi2O3)系低融点ガラスなどである。下地誘電体層19には、可視光を反射させるために酸化チタン(TiO2)粒子が混合されてもよい。
下地誘電体層19上には隔壁22が形成されている。隔壁22は、縦隔壁22aと縦隔壁22aに直交する横隔壁22bとにより井桁状に構成されている。隔壁22には、低融点ガラス材料などが含まれる。画面サイズが42インチのフルハイビジョンテレビに合わせると、例えば、隔壁22の高さは0.1mm〜0.15mm、隣接する縦隔壁22aのピッチは0.15mmである。
下地誘電体層19の表面と隔壁22の側面とには、蛍光体層23が形成されている。蛍光体層23は、赤色に発光する赤色蛍光体層23a、緑色に発光する緑色蛍光体層23bおよび青色に発光する青色蛍光体層23cを含む。赤色蛍光体層23a、緑色蛍光体層23bおよび青色蛍光体層23cは、縦隔壁22aを介して、順に形成されている。
前面基板11と背面基板17とは、表示電極14とデータ電極18とが交差するように対向配置されている。前面基板11と背面基板17との外周部は、フリットなどの封着材(図示せず)によって封着されている。封着された前面基板11と背面基板17との間には、放電空間が形成されている。放電空間には、例えば、キセノン(Xe)などを含む放電ガスが約6×104Paの圧力で封入されている。放電空間は隔壁22によって複数の区画に仕切られている。表示電極14とデータ電極18とが交差する部分に放電セル24が形成されている。各色の蛍光体層23を有する放電セル24内で放電を発生させることにより、各色の蛍光体層23が発光する。これによりPDP10が画像を表示することができる。なお、PDP10の構造は上述したものに限られるわけではなく、例えば、隔壁22の形状がストライプ状であってもよい。
[2.PDPの製造方法]
PDP10の製造方法は、前面基板11上に表示電極14などを形成する前面板形成工程と、背面基板17上にデータ電極18などを形成する背面板形成工程と、前面基板11と背面基板17とを組み立てる組立工程と、がある。
PDP10の製造方法は、前面基板11上に表示電極14などを形成する前面板形成工程と、背面基板17上にデータ電極18などを形成する背面板形成工程と、前面基板11と背面基板17とを組み立てる組立工程と、がある。
[2−1.前面板形成工程]
前面板形成工程では、前面基板11上に、表示電極14および誘電体層15が形成される。
前面板形成工程では、前面基板11上に、表示電極14および誘電体層15が形成される。
まず、前面基板11上に、走査電極12および維持電極13が形成される。例えば、スパッタ法などによって、ITO薄膜が前面基板11に形成される。そして、リソグラフィ法によって所定のパターンの透明電極12a、13aが形成される。バス電極12b、13bの材料には、Ag、Agを結着させるためのガラスフリット、感光性樹脂および溶剤等を含むペーストが用いられる。バス電極ペーストは、スクリーン印刷法などによって、透明電極12a、13aを覆うように前面基板11上に塗布される。次に乾燥炉によって、バス電極ペースト中の溶剤が除去される。次に所定のパターンのフォトマスクを介して、バス電極ペーストが露光される。次にバス電極ペーストが現像され、バス電極パターンが形成される。次に焼成炉によって、バス電極パターンが所定の温度で焼成される。これにより、バス電極パターン中の感光性樹脂が除去される。また、バス電極パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融したガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。
透明電極12aと透明電極13aとの間の相対的に狭い領域は、放電が発生するメインギャップである。透明電極12aと透明電極13aとの間の相対的に広い領域は、放電が発生しないインターピクセルギャップである。
次に、表示電極14を覆う誘電体層15が形成される。誘電体層15の材料には、誘電体ガラスフリットと樹脂と溶剤などを含む誘電体ペーストが用いられる。例えば、ダイコート法によって、所定の厚みで走査電極12および維持電極13を覆うように、誘電体ペーストが前面基板11上に塗布される。次に、乾燥炉によって、誘電体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、誘電体ペーストが所定の温度で焼成される。これにより、誘電体ペースト中の樹脂が除去される。また、誘電体ガラスフリットが溶融する。溶融したガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。ここで、誘電体ペーストをダイコートする方法以外にも、スクリーン印刷法、スピンコート法などが用いられてもよい。また、CVD(Chemical Vapor Deposition)法などによって、誘電体層15となる膜が形成されてもよい。
以上の前面板形成工程により、前面基板11上に表示電極14および誘電体層15が形成される。
[2−2.背面板形成工程]
背面板形成工程では、背面基板17上に、データ電極18、下地誘電体層19、隔壁22、蛍光体層23および封着材(図示せず)が形成される。
背面板形成工程では、背面基板17上に、データ電極18、下地誘電体層19、隔壁22、蛍光体層23および封着材(図示せず)が形成される。
まず、背面基板17上に、データ電極18が形成される。データ電極18の材料には、導電性を確保するためのAgとAgを結着させるためのガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含むデータ電極ペーストが用いられる。例えば、スクリーン印刷法によって、データ電極ペーストが所定の厚みで背面基板17上に塗布される。次に、乾燥炉によって、データ電極ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、データ電極ペーストが露光される。次に、データ電極ペーストが現像され、データ電極パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、データ電極パターンが所定の温度で焼成される。これにより、データ電極パターン中の感光性樹脂が除去される。また、データ電極パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融したガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。ここで、データ電極ペーストをスクリーン印刷する方法以外にも、スパッタ法、蒸着法などが用いられてもよい。
次に、下地誘電体層19が形成される。下地誘電体層19の材料には、誘電体ガラスフリットと樹脂と溶剤などを含む下地誘電体ペーストが用いられる。例えば、スクリーン印刷法によって、下地誘電体ペーストが所定の厚みでデータ電極18が形成された背面基板17上にデータ電極18を覆うように塗布される。次に、乾燥炉によって、下地誘電体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、下地誘電体ペーストが所定の温度で焼成される。これにより、下地誘電体ペースト中の樹脂が除去される。また、誘電体ガラスフリットが溶融する。溶融したガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。ここで、ダイコート法、スピンコート法などが用いられてもよい。また、CVD法などによって、下地誘電体層19となる膜が形成されてもよい。
次に、フォトリソグラフィ法によって、隔壁22が形成される。隔壁22の材料には、フィラーと、フィラーを結着させるためのガラスフリットと、感光性樹脂と、溶剤などを含む隔壁ペーストが用いられる。例えば、ダイコート法によって、隔壁ペーストが所定の厚みで下地誘電体層19上に塗布される。次に、乾燥炉によって、隔壁ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、隔壁ペーストが露光される。次に、隔壁ペーストが現像され、隔壁パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、隔壁パターンが所定の温度で焼成される。これにより、隔壁パターン中の感光性樹脂が除去される。また、隔壁パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融したガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。ここで、フォトリソグラフィ法以外にも、サンドブラスト法などが用いられてもよい。
次に、蛍光体層23が形成される。蛍光体層23の材料には、蛍光体材料とバインダと溶剤などとを含む蛍光体ペーストが用いられる。例えば、ディスペンス法によって、蛍光体ペーストが隣接する隔壁22間に所定の厚みで塗布される。つまり、隔壁22間の下地誘電体層19上および隔壁22の側面に蛍光体ペーストが塗布される。次に、乾燥炉によって、蛍光体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、蛍光体ペーストが所定の温度で焼成される。これにより、蛍光体ペースト中の樹脂が除去される。ここで、ディスペンス法以外にも、スクリーン印刷法、インクジェット法などが用いられてもよい。なお、蛍光体材料については、後で詳述される。
最後に、ディスペンス法によって、背面基板17の周縁部に封着材が形成される。封着材の材料には、ガラスフリットとバインダと溶剤などを含む封着ペーストが用いられる。封着ペーストは、ディスペンス法などによって、背面基板17の周縁部に塗布される。次に乾燥炉によって、封着ペースト中の溶剤が除去される。
以上の背面板形成工程により、背面基板17上に、データ電極18、下地誘電体層19、隔壁22、蛍光体層23および封着材が形成される。
[2−3.組立工程]
組立工程では、表示電極14などが形成された前面基板11と、データ電極18などが形成された背面基板17と、が組み立てられる。
組立工程では、表示電極14などが形成された前面基板11と、データ電極18などが形成された背面基板17と、が組み立てられる。
まず、前面基板11と背面基板17とが、表示電極14とデータ電極18とが直交するように、対向配置される。そして、前面基板11と背面基板17とは、例えばクリップなどで固定される。固定された前面基板11と背面基板17とは、封着炉内に搬送される。背面基板17には、排気孔が形成されており、排気孔には排気管が配置されている。排気管は排気孔を通じて放電空間と導通している。排気管は、PDP10内排気装置および放電ガス導入装置に接続されている。封着材としては、例えば軟化点温度が380℃の低融点ガラスが用いられる。前面基板11と背面基板17とは、封着材の軟化点温度380℃を超える温度、例えば420℃程度になるまで昇温される。前面基板11と背面基板17とは、その温度で10分間程度保持される。これにより、封着材が十分に溶融する。そして、封着材の軟化点温度以下の例えば300℃まで降温させることによって、前面基板11と背面基板17とが封着される。次に放電空間内が1×10−4Pa程度となるまで排気される。その後、放電ガス導入装置によって放電空間に放電ガスが導入される。放電ガスとしては、例えばNeとXeの混合ガスが約6×104Paの圧力で封入される。最後に、排気管が封止される。そして、前面基板11と背面基板17とが封着炉から取り出される。
以上の工程によって、PDP10が完成する。
[3.蛍光体材料について]
本実施の形態では、青色蛍光体層23cには、例えば、残光時間の短いBaMgAl10O17:Euの青色蛍光体材料が用いられる。赤色蛍光体層23aには、例えば、(Y,Gd)(P,V)O4:Eu蛍光体またはY2O3:Eu蛍光体の少なくとも一つを含む赤色蛍光体材料が用いられる。また、緑色蛍光体層23bには、Zn2SiO4:Mnと(Y1-x、Gdx)3Al5O12:Ce(ただし、0≦X≦1)とを含む緑色蛍光体材料が用いられる。または、Zn2SiO4:Mnと(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ce(ただし、0≦x≦1,0≦y≦0.5)とを含む緑色蛍光体材料が用いられる。
本実施の形態では、青色蛍光体層23cには、例えば、残光時間の短いBaMgAl10O17:Euの青色蛍光体材料が用いられる。赤色蛍光体層23aには、例えば、(Y,Gd)(P,V)O4:Eu蛍光体またはY2O3:Eu蛍光体の少なくとも一つを含む赤色蛍光体材料が用いられる。また、緑色蛍光体層23bには、Zn2SiO4:Mnと(Y1-x、Gdx)3Al5O12:Ce(ただし、0≦X≦1)とを含む緑色蛍光体材料が用いられる。または、Zn2SiO4:Mnと(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ce(ただし、0≦x≦1,0≦y≦0.5)とを含む緑色蛍光体材料が用いられる。
[3−1.蛍光体材料の製造方法]
本実施の形態では、固相反応法により蛍光体材料が作製される。青色蛍光体材料としてBaMgAl10O17:Euは以下の方法で作製される。炭酸バリウム(BaCO3)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、酸化アルミニウム(Al2O3)および酸化ユーロピウム(Eu2O3)が蛍光体組成に合うように混合される。混合物は、空気中において800℃〜1200℃で焼成される。混合物は、さらに水素と窒素を含む混合ガス雰囲気において1200℃〜1400℃で焼成される。
本実施の形態では、固相反応法により蛍光体材料が作製される。青色蛍光体材料としてBaMgAl10O17:Euは以下の方法で作製される。炭酸バリウム(BaCO3)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、酸化アルミニウム(Al2O3)および酸化ユーロピウム(Eu2O3)が蛍光体組成に合うように混合される。混合物は、空気中において800℃〜1200℃で焼成される。混合物は、さらに水素と窒素を含む混合ガス雰囲気において1200℃〜1400℃で焼成される。
赤色蛍光体材料として(Y,Gd)(P,V)O4:Euは以下の方法で作製される。酸化イットリウム(Y2O3)、酸化ガドリミウム(Gd2O3)、酸化バナジウム(V2O5)、5酸化リン(P2O5)と酸化ユーロピウム(EuO2)とが蛍光体組成に合うように混合される。混合物は空気中において600℃〜800℃で焼成される。混合物は、さらに酸素と窒素を含む混合ガス雰囲気において1000℃〜1200℃で焼成される。なお、赤色蛍光体材料としてY2O3:Euなどが同様な方法で作製されてもよい。
緑色蛍光体材料として、Zn2SiO4:Mnと(Y1−X,GdX)3Al5O12:Ceとが混合された蛍光体材料が作製される。緑色蛍光体材料の製造方法は、後で詳述される。Zn2SiO4:Mnは、Znの含有量とMnの含有量との合計に対するMnの含有量が8原子%以上10原子%以下となるように作製される。また、Zn2SiO4:Mnは、Siの含有量に対するZnの含有量とMnの含有量との合計が197原子%以上202原子%以下となるように作製される。(Y1−X,GdX)3Al5O12:Ceの含有量は、Zn2SiO4:Mnの含有量と(Y1−X,GdX)3Al5O12:Ceの含有量との合計に対して、20重量%以上50重量%以下となるように作製される。
また、Zn2SiO4:Mnと(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ceとが混合された蛍光体材料が作製されてもよい。この場合、(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ceの含有量は、Zn2SiO4:Mnの含有量と(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ceの含有量との合計に対して、30重量%以上80重量%以下となるように作製される。
ここで、Zn、MnおよびSiの含有量は、Zn2SiO4:Mnの粒子表面から10nm以内の範囲におけるX線光電子分光分析(X−ray Photoelectron Spectroscopy)により測定される。X線光電子分光分析は、物質の表面近傍10nmまでの元素の様子を調べる方法である。X線光電子分光分析には、例えば、走査型光電子分光分析装置(アルバック・ファイ社製)が用いられる。Zn、MnおよびSiの含有量は、X線光電子分光分析によるZn、SiおよびMnの原子比率に基づいて算出された値である。つまり、Znの含有量とMnの含有量との合計に対するMnの含有量は、[Mn/(Zn+Mn)×100(原子%)]で表される。また、Siの含有量に対するZnの含有量とMnの含有量との合計は、[(Zn+Mn)/Si×100(原子%)]で表される。
また、Zn2SiO4:Mnの平均粒径は、(Y 1-X、Gd X )3Al5O12:Ceの平均粒径以上であることが好ましい。それは、PDP10の輝度が相対的に向上するからである。(Y 1-X、Gd X )3Al5O12:Ceは、可視光を吸収する特性を持つ。また、(YX、Gd1-x)3Al5O12:Ceは、粒子径が小さいほど可視光を吸収しにくいという特性を持つ。そのため、上記構成にすることにより、Zn2SiO4:Mn及び(Y1-x,Gdx)3(Al1-y,Gay)5O12:Ceからの緑色発光に係る可視光が、(Y1-x,Gdx)3(Al1-y,Gay)5O12:Ceによって吸収されることが抑制される。本実施の形態では、Zn2SiO4:Mnの平均粒径(D50)は2μm以上3μm以下である。また、(Y 1-X、Gd X )3Al5O12:Ceおよび(Y1-x,Gdx)3(Al1-y,Gay)5O12:Ceの平均粒径(D50)は1μm以上3μm以下である。
[3−2.緑色蛍光体材料の製造方法]
以下、Zn2SiO4:Mn、(Y1-x、Gdx)3Al5O12:Ceおよび(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ceの製造方法が詳細に説明される。
以下、Zn2SiO4:Mn、(Y1-x、Gdx)3Al5O12:Ceおよび(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ceの製造方法が詳細に説明される。
(1)Zn2SiO4:Mnの製造方法
Zn2SiO4:Mnは、固相反応法や液相法や液体噴霧法を用いて作製される。固相反応法は、酸化物や炭酸化物原料とフラックスが焼成されることにより蛍光体材料が作製される方法である。液相法は、蛍光体材料の前駆体が熱処理されることにより蛍光体材料が作製される方法である。蛍光体材料の前駆体は、有機金属塩や硝酸塩が水溶液中で加水分解され、必要に応じてアルカリなどが加えられて沈殿することにより生成される。液体噴霧法は、加熱された炉中に蛍光体材料の原料を含む水溶液が噴霧されて蛍光体材料が作製される方法である。
Zn2SiO4:Mnは、固相反応法や液相法や液体噴霧法を用いて作製される。固相反応法は、酸化物や炭酸化物原料とフラックスが焼成されることにより蛍光体材料が作製される方法である。液相法は、蛍光体材料の前駆体が熱処理されることにより蛍光体材料が作製される方法である。蛍光体材料の前駆体は、有機金属塩や硝酸塩が水溶液中で加水分解され、必要に応じてアルカリなどが加えられて沈殿することにより生成される。液体噴霧法は、加熱された炉中に蛍光体材料の原料を含む水溶液が噴霧されて蛍光体材料が作製される方法である。
本実施の形態におけるZn2SiO4:Mnは、特に作製方法に影響を受けるものではない。ここでは一例として固相反応法によるZn2SiO4:Mnの製造方法が述べられる。
まず、原料として酸化亜鉛(ZnO)、二酸化珪素(SiO2)、炭酸マンガン(MnCO3)が用いられる。
酸化亜鉛は、Zn2SiO4:Mnにおける亜鉛供給源となる材料(以下、「Zn材」と称する)として、直接高純度の(純度99%以上)のものが用いられる。また、上述のような酸化亜鉛が直接用いられる方法以外に、製造過程における焼成工程により、間接的に酸化亜鉛を得る方法が用いられてもよい。その場合、高純度(純度99%以上)の水酸化亜鉛、炭酸亜鉛、硝酸亜鉛、ハロゲン化亜鉛、シュウ酸亜鉛などが用いられる。
二酸化珪素は、Zn2SiO4:Mnにおける珪素供給源となる材料(以下、「Si材」と称する)として、例えば高純度(純度99%以上)のものが用いられる。また、珪酸エチルなどの珪素アルコキシド化合物を加水分解して得られる珪素の水酸化物が用いられてもよい。
従来の方法は、上記材料のうちSi材の組成比率を化学量論比よりも過剰に混合することにより高輝度の蛍光体を得ることを特徴としていた。しかしながら、本実施の形態の製造方法は、従来の方法とは異なり、Zn材の組成比率を化学量論比よりも過剰に混合することを特徴としている。
Zn2SiO4:Mnにおけるマンガン供給源となる材料(以下、「Mn材」と称する)として、炭酸マンガンの他に、水酸化マンガン、硝酸マンガン、ハロゲン化マンガン、シュウ酸マンガンなどが用いられてもよい。これらのMn材は、製造過程における焼成工程を経ることにより、間接的に酸化マンガンが得られる方法である。もちろん、直接的に酸化マンガンが使用されてもよい。
具体的な原料の配合の一例として本実施の形態では、MnCO3が0.16mol、ZnOが1.86mol、SiO2が1.00molである。この配合比で作製されるZn2SiO4:Mnは、Znの含有量とMnの含有量との合計に対するMnの含有量が8原子%となる。また、Siの含有量に対するZnの含有量とMnの含有量との合計が202原子%となる。
Mn材、Zn材およびSi材の混合には、V型混合機、攪拌機などが用いられる。例えば、粉砕機能を有したボールミルが用いられた場合、Mn材、Zn材およびSi材が40℃で1時間混合される。このようにして、蛍光体材料の混合粉が作製される。なお、振動ミル、ジェットミル等が用いられてもよい。
次に、蛍光体材料の混合粉が大気雰囲気中において焼成される。まず混合粉は、焼成開始後6時間程度で最高温度1200℃にされる。混合粉は、最高温度で4時間維持される。その後、混合粉は約12時間かけて降温される。このようにして、Zn2SiO4:Mnの粉末が作製される。
なお、焼成時の雰囲気は、大気雰囲気に限られず、窒素雰囲気中、窒素と水素の混合雰囲気中でもよい。また最高温度は、1100℃〜1350℃の間が好ましい。最高温度の維持時間、昇温時間および降温時間は、適宜変更されてもよい。
(2)(Y 1-X、Gd X )3Al5O12:Ceの製造方法
(Y 1-X、Gd X )3Al5O12:Ceは、固相反応法や液相法や液体噴霧法を用いて作製される。一例として固相反応法による(Y 1-X、Gd X )3Al5O12:Ceの製造方法が述べられる。酸化イットリウム(Y2O3)、酸化ガドリニウム(Gd2O3)、酸化アルミニウム(Al2O3)および酸化セリウム(CeO2)が蛍光体組成に合うように混合される。これらの原料の混合には、V型混合機、攪拌機などが用いられる。例えば、粉砕機能を有したボールミルが用いられた場合、これらの原料が40℃で1時間混合される。このようにして、蛍光体材料の混合粉が作製される。なお、振動ミル、ジェットミル等が用いられてもよい。
(Y 1-X、Gd X )3Al5O12:Ceは、固相反応法や液相法や液体噴霧法を用いて作製される。一例として固相反応法による(Y 1-X、Gd X )3Al5O12:Ceの製造方法が述べられる。酸化イットリウム(Y2O3)、酸化ガドリニウム(Gd2O3)、酸化アルミニウム(Al2O3)および酸化セリウム(CeO2)が蛍光体組成に合うように混合される。これらの原料の混合には、V型混合機、攪拌機などが用いられる。例えば、粉砕機能を有したボールミルが用いられた場合、これらの原料が40℃で1時間混合される。このようにして、蛍光体材料の混合粉が作製される。なお、振動ミル、ジェットミル等が用いられてもよい。
次に、蛍光体材料の混合粉が大気雰囲気中において焼成される。まず混合粉は、焼成開始後3時間程度で最高温度1100℃にされる。混合粉は、最高温度で4時間維持される。その後、混合粉は約3時間かけて降温される。なお、焼成時の雰囲気は、大気雰囲気に限られず、窒素雰囲気中、窒素と水素の混合雰囲気中でもよい。また最高温度は、1000℃〜1200℃の間が好ましい。最高温度の維持時間、昇温時間および降温時間は、適宜変更されてもよい。
さらに、混合粉は、酸素と窒素を含む混合ガス雰囲気において焼成される。混合粉は、焼成開始後3時間程度で最高温度1300℃にされる。混合粉は、最高温度で4時間維持される。その後、混合粉は約3時間かけて降温される。なお、焼成時の雰囲気は、大気雰囲気に限られず、窒素雰囲気中、窒素と水素の混合雰囲気中でもよい。また最高温度は、1200℃〜1400℃の間が好ましい。最高温度の維持時間、昇温時間および降温時間は、適宜変更されてもよい。このようにして、(Y 1-X、Gd X )3Al5O12:Ceの粉末が作製される。
(3)(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ceの製造方法
(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ceは、固相反応法や液相法や液体噴霧法を用いて作製される。一例として固相反応法による(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ceの製造方法が述べられる。酸化イットリウム(Y2O3)、酸化ガドリニウム(Gd2O3)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化セリウム(CeO2)および酸化ガリウム(Ga2O3)が蛍光体組成に合うように混合される。これらの原料の混合には、V型混合機、攪拌機などが用いられる。例えば、粉砕機能を有したボールミルが用いられた場合、これらの原料が40℃で1時間混合される。このようにして、蛍光体材料の混合粉が作製される。なお、振動ミル、ジェットミル等が用いられてもよい。
(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ceは、固相反応法や液相法や液体噴霧法を用いて作製される。一例として固相反応法による(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ceの製造方法が述べられる。酸化イットリウム(Y2O3)、酸化ガドリニウム(Gd2O3)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化セリウム(CeO2)および酸化ガリウム(Ga2O3)が蛍光体組成に合うように混合される。これらの原料の混合には、V型混合機、攪拌機などが用いられる。例えば、粉砕機能を有したボールミルが用いられた場合、これらの原料が40℃で1時間混合される。このようにして、蛍光体材料の混合粉が作製される。なお、振動ミル、ジェットミル等が用いられてもよい。
次に、蛍光体材料の混合粉が大気雰囲気中において焼成される。まず混合粉は、焼成開始後3時間程度で最高温度1100℃にされる。混合粉は、最高温度で4時間維持される。その後、混合粉は約3時間かけて降温される。なお、焼成時の雰囲気は、大気雰囲気に限られず、窒素雰囲気中、窒素と水素の混合雰囲気中でもよい。また最高温度は、1000℃〜1200℃の間が好ましい。最高温度の維持時間、昇温時間および降温時間は、適宜変更されてもよい。
さらに、混合粉は、酸素と窒素を含む混合ガス雰囲気において焼成される。混合粉は、焼成開始後3時間程度で最高温度1300℃にされる。混合粉は、最高温度で4時間維持される。その後、混合粉は約3時間かけて降温される。なお、焼成時の雰囲気は、大気雰囲気に限られず、窒素雰囲気中、窒素と水素の混合雰囲気中でもよい。また最高温度は、1200℃〜1400℃の間が好ましい。最高温度の維持時間、昇温時間および降温時間は、適宜変更されてもよい。このようにして、(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ceの粉末が作製される。
以上のようにして作製されたZn2SiO4:Mnと(YX、Gd1−x)3Al5O12:Ceが、所定の混合比率で混合される。または、Zn2SiO4:Mn(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ceが、所定の混合比率で混合される。それらの混合粉がバインダおよび溶剤などと混合され、蛍光体ペーストが作製される。
[4.実験1]
発明者らは、上述の製造方法により作製したPDP10のサンプルを用いて、緑色蛍光体材料の特性を確認するために、以下の実験1を行った。実験1では、緑色蛍光体として、Zn2SiO4:MnとY3Al5O12:Ceが用いられた。Zn2SiO4:Mnの平均粒径(D50)は、2μmである。Y3Al5O12:Ceの平均粒径(D50)は、2μmである。実験1では、3つの条件が変更されたサンプル1〜10が作製された。第1の条件は、Zn2SiO4:Mnにおける[Mn/(Zn+Mn)×100(原子%)]である。第2の条件は、Zn2SiO4:Mnにおける[(Zn+Mn)/Si×100(原子%)]である。第3の条件は、(YX、Gd1−x)3Al5O12:Ceの混合比率(重量%)である。つまり、Zn2SiO4:Mnの含有量と(Y1−X,GdX)3Al5O12:Ceの含有量との合計に対する(Y1−X,GdX)3Al5O12:Ceの含有量である。なお、実験1で用いられた(YX、Gd1−x)3Al5O12:Ceは、X=1の場合であるが、0≦X≦1の範囲であれば同様の効果が得られる。
発明者らは、上述の製造方法により作製したPDP10のサンプルを用いて、緑色蛍光体材料の特性を確認するために、以下の実験1を行った。実験1では、緑色蛍光体として、Zn2SiO4:MnとY3Al5O12:Ceが用いられた。Zn2SiO4:Mnの平均粒径(D50)は、2μmである。Y3Al5O12:Ceの平均粒径(D50)は、2μmである。実験1では、3つの条件が変更されたサンプル1〜10が作製された。第1の条件は、Zn2SiO4:Mnにおける[Mn/(Zn+Mn)×100(原子%)]である。第2の条件は、Zn2SiO4:Mnにおける[(Zn+Mn)/Si×100(原子%)]である。第3の条件は、(YX、Gd1−x)3Al5O12:Ceの混合比率(重量%)である。つまり、Zn2SiO4:Mnの含有量と(Y1−X,GdX)3Al5O12:Ceの含有量との合計に対する(Y1−X,GdX)3Al5O12:Ceの含有量である。なお、実験1で用いられた(YX、Gd1−x)3Al5O12:Ceは、X=1の場合であるが、0≦X≦1の範囲であれば同様の効果が得られる。
実験1では、作製されたサンプル1〜10について、輝度、色再現範囲、残光時間およびアドレス電圧が測定された。これらの測定には、サンプル1〜10のPDP10に駆動回路などが接続されて作製されたプラズマディスプレイ装置が用いられた。発明者らは、測定値に基づき作製されたサンプル1〜10を評価した。サンプル1〜10の評価では、比較例として従来のPDPを用いて作製されたプラズマディスプレイ装置が用いられた。そして、比較例の測定値とサンプルの測定値が比較された。表1は、サンプル1〜10の評価結果である。サンプル1〜10は、各項目において下記のように評価された。なお、第1の条件および第2の条件は、Mn材、Zn材およびSi材の混合比率や、焼成条件などを制御することにより調整している。
[4−1.輝度評価]
輝度評価は、緑色蛍光体層23bのみを発光させて緑色のみを点灯させた時のプラズマディスプレイ装置の輝度を測定することにより評価された。表1では、サンプル1〜10の輝度が、比較例の輝度を100とした時の相対値で表された。実験1では、90以上の輝度が実用可能な輝度であるため、輝度が90以上のサンプルが「良」と評価された。90未満の輝度であるサンプルは「悪」と評価された。また、輝度が100より大きいサンプルは、実用上より好ましいため「優」と評価された。
輝度評価は、緑色蛍光体層23bのみを発光させて緑色のみを点灯させた時のプラズマディスプレイ装置の輝度を測定することにより評価された。表1では、サンプル1〜10の輝度が、比較例の輝度を100とした時の相対値で表された。実験1では、90以上の輝度が実用可能な輝度であるため、輝度が90以上のサンプルが「良」と評価された。90未満の輝度であるサンプルは「悪」と評価された。また、輝度が100より大きいサンプルは、実用上より好ましいため「優」と評価された。
表1に示すように、サンプル1、4〜6および8〜10は、輝度が90以上であるため、好ましい。サンプル5および10は、第2の条件を200原子%に、第3の条件を20重量%に固定され、第1の条件だけを変えられている。この条件において、第1の条件が増加すると輝度が低下することが確認された。また、第1の条件が10原子%では、輝度が91となることが確認された。これより、この条件において、第1の条件が10原子%より大きくなると、輝度が90より小さくなると考えられる。そのため、この条件において、第1の条件が10原子%より大きいPDPは好ましくない。サンプル3〜7は、第1の条件を8原子%に、第3の条件を20重量%に固定され、第2の条件だけを変えられている。この条件において、第2の条件が197原子%より小さくなると、輝度が90より小さくなることが確認された。また、第2の条件が202原子%より大きくなっても、輝度が90より小さくなることが確認された。そのため、この条件において、第2の条件が197原子%以上202原子%以下のPDPが好ましい。サンプル5、8および9は、第1の条件を8原子%に、第2の条件を200原子%に固定され、第3の条件だけを変えられている。この条件において、第3の条件が増加すると、輝度がわずかに増加することが確認された。そのため、輝度において、Y3Al5O12:Ceの混合比率は、大きいほど好ましい。
[4−2.色再現性評価]
色再現性評価は、色再現範囲を測定することにより評価された。色再現範囲とは、プラズマディスプレイ装置において、赤色、緑色、青色をそれぞれ単色で点灯させた際の色度をxy色度座標上に描画し、その各点により形成される三角形の面積である。表1では、サンプルの色再現範囲が、比較例の色再現範囲を100とした時の相対値で表された。実験1では、90以上の色再現範囲がHigh Definition Television(HDTV)の色度規格を満足するため、色再現範囲が90以上のサンプルが「良」と評価された。90未満の色再現範囲であるサンプルは「悪」と評価された。また、色再現範囲が100より大きいサンプルは、実用上より好ましいため「優」と評価された。
色再現性評価は、色再現範囲を測定することにより評価された。色再現範囲とは、プラズマディスプレイ装置において、赤色、緑色、青色をそれぞれ単色で点灯させた際の色度をxy色度座標上に描画し、その各点により形成される三角形の面積である。表1では、サンプルの色再現範囲が、比較例の色再現範囲を100とした時の相対値で表された。実験1では、90以上の色再現範囲がHigh Definition Television(HDTV)の色度規格を満足するため、色再現範囲が90以上のサンプルが「良」と評価された。90未満の色再現範囲であるサンプルは「悪」と評価された。また、色再現範囲が100より大きいサンプルは、実用上より好ましいため「優」と評価された。
表1に示すように、サンプル1〜8および10は、色再現範囲が90以上であるため、好ましい。サンプル2、3および6は、色再現範囲が100より大きいため、さらに好ましい。サンプル5および10より、第2の条件が200原子%であり、第3の条件が20重量%である条件において、第1の条件が8原子%以上10原子%以下であると、色再現範囲が比較例と比べてほぼ変化しないことが確認された。また、サンプル3〜7より、第1の条件が8原子%であり、第3の条件が20重量%である条件において、第2の条件が196原子%以上203原子%以下であると、色再現範囲が比較例と比べてほぼ変化しないことが確認された。サンプル5、8および9より、第1の条件が8原子%であり、第2の条件が200原子%である条件において、第3の条件が増加すると、色再現範囲が大きく減少することが確認された。この条件において、第3の条件が50重量%で色再現範囲が90となり、第3の条件が60重量%で色再現範囲が86となることが確認された。これにより、この条件において、第3の条件が50重量%より大きいPDPは実用上好ましくないことが確認された。
[4−3.残光特性評価]
残光特性は、緑色のみを点灯させた時のプラズマディスプレイ装置において、維持放電終了後の残光時間が測定することにより評価された。残光時間は、維持放電終了時の発光量が最大値となる時点を0として、発光量が最大値となる時点から発光量が最大値の1/10になる時点までの時間(ms)である。実験1では、3ms以下の残光時間が立体表示の3次元(3D)テレビ用として実用可能であるため、残光時間が3ms以下のサンプルが「良」と評価された。残光時間が3msより長いサンプルは「悪」と評価された。また、残光時間が2msより短いサンプルは、実用上より好ましいため「優」と評価された。
残光特性は、緑色のみを点灯させた時のプラズマディスプレイ装置において、維持放電終了後の残光時間が測定することにより評価された。残光時間は、維持放電終了時の発光量が最大値となる時点を0として、発光量が最大値となる時点から発光量が最大値の1/10になる時点までの時間(ms)である。実験1では、3ms以下の残光時間が立体表示の3次元(3D)テレビ用として実用可能であるため、残光時間が3ms以下のサンプルが「良」と評価された。残光時間が3msより長いサンプルは「悪」と評価された。また、残光時間が2msより短いサンプルは、実用上より好ましいため「優」と評価された。
表1に示すように、サンプル2〜10は、残光時間が3ms以下であるため、好ましい。サンプル8〜10は、残光時間が2msより短いため、さらに好ましい。サンプル1〜3より、Y3Al5O12:Ceが混合され、かつ、第1の条件が8原子%以上である場合に残光時間が3ms以下になることが確認された。サンプル5および10より、第2の条件が200原子%であり、第3の条件が20重量%である条件において、第1の条件が増加すると、残光時間が大きく減少することが確認された。また、第1の条件が8原子%で残光時間が2.9となる確認された。これより、この条件において、第1の条件が8原子%より小さくなると、残光時間が3msより大きくなると考えられる。そのため、この条件において、第1の条件が8原子%より小さいPDPは好ましくない。サンプル3〜7より、第1の条件が8原子%であり、第3の条件が20重量%である条件において、第2の条件が196原子%以上203原子%以下であると、残光時間が3ms以下となることが確認された。サンプル5、8および9より、第1の条件が8原子%であり、第2の条件が200原子%である条件において、第3の条件が増加すると、残光時間が大きく減少することが確認された。そのため、残光特性において、Y3Al5O12:Ceの混合比率は、大きいほど好ましい。
[4−4.放電特性評価]
放電特性は、プラズマディスプレイ装置において、安定したアドレス放電が生じるために必要なアドレス電極への印加電圧(以下、アドレス電圧)を測定することにより評価された。表1では、サンプルのアドレス電圧が、比較例のアドレス電圧を基準とした差で表された。実験1では、アドレス電圧が+1V以下のサンプルが、実用可能であるため、「良」と評価された。アドレス電圧が+1Vより大きいサンプルは「悪」と評価された。また、高速なアドレス電圧の印加が必要な3次元テレビおよび超高精細テレビでは、アドレス放電による消費電力が増加する。例えば、3次元テレビでは、アドレス放電による消費電力がアドレス電圧の2乗に比例して増加してしまう。そのため、アドレス電圧が−1V以下のサンプルは、実用上より好ましいため「優」と評価された。
放電特性は、プラズマディスプレイ装置において、安定したアドレス放電が生じるために必要なアドレス電極への印加電圧(以下、アドレス電圧)を測定することにより評価された。表1では、サンプルのアドレス電圧が、比較例のアドレス電圧を基準とした差で表された。実験1では、アドレス電圧が+1V以下のサンプルが、実用可能であるため、「良」と評価された。アドレス電圧が+1Vより大きいサンプルは「悪」と評価された。また、高速なアドレス電圧の印加が必要な3次元テレビおよび超高精細テレビでは、アドレス放電による消費電力が増加する。例えば、3次元テレビでは、アドレス放電による消費電力がアドレス電圧の2乗に比例して増加してしまう。そのため、アドレス電圧が−1V以下のサンプルは、実用上より好ましいため「優」と評価された。
表1に示すように、サンプル4〜10は、アドレス電圧が+1V以下であるため、好ましい。サンプル6〜10は、アドレス電圧が−1V以下であるため、さらに好ましい。サンプル5および10より、第2の条件が200原子%であり、第3の条件が20重量%である条件において、第1の条件が増加すると、アドレス電圧が減少することが確認された。また、第1の条件が8原子%でアドレス電圧が+1Vとなる確認された。これより、この条件において、第1の条件が8原子%より小さくなると、アドレス電圧が+1Vより大きくなると考えられる。そのため、この条件において、第1の条件が8原子%より小さいPDPは好ましくない。サンプル3〜7より、第1の条件が8原子%であり、第3の条件が20重量%である条件において、第2の条件が196原子%以下になるとアドレス電圧が+1Vより大きくなることが確認された。そのため、この条件において、第2の条件が196原子%以下のPDPは好ましくない。また、この条件において、第2の条件が197原子%以上203原子%以下であれば、アドレス電圧が+1以下となることが確認された。サンプル5、8および9より、第1の条件が8原子%であり、第2の条件が200原子%である条件において、第3の条件が増加すると、アドレス電圧が大きく減少することが確認された。そのため、放電特性において、Y3Al5O12:Ceの混合比率は、大きいほど好ましい。
[4−5.総合評価]
表1に示すように、サンプル4〜6、8および10は、輝度を90以上、色再現範囲を90以上、アドレス電圧を最大で+1Vに抑えつつ、残光時間を3ms以下に減少させることができる。つまり、第1の条件が8原子%以上10原子%以下であり、第2の条件が197原子%以上202原子%以下であり、第3の条件が20重量%以上50重量%以下であるサンプルは、実用上好ましい。したがって、サンプル4〜6、8および10は、他の性能を大きく低減させずに残光時間を短縮できるため、立体画像表示に適したPDP10を実現することができる。
表1に示すように、サンプル4〜6、8および10は、輝度を90以上、色再現範囲を90以上、アドレス電圧を最大で+1Vに抑えつつ、残光時間を3ms以下に減少させることができる。つまり、第1の条件が8原子%以上10原子%以下であり、第2の条件が197原子%以上202原子%以下であり、第3の条件が20重量%以上50重量%以下であるサンプルは、実用上好ましい。したがって、サンプル4〜6、8および10は、他の性能を大きく低減させずに残光時間を短縮できるため、立体画像表示に適したPDP10を実現することができる。
さらに、赤色蛍光体層23aに(Y,Gd)(P,V)O4:Eu蛍光体またはY2O3:Eu蛍光体の少なくとも一つが含まれ、青色蛍光体層23cにBaMgAl10O17:Eu蛍光体が含まれれば、赤色蛍光体層23a、緑色蛍光体層23b、青色蛍光体層23cの全ての残光時間が短くなる。その結果、立体画像表示において画像表示品質にすぐれたPDP10が実現される。このようなPDP10は、3次元画像表示のテレビなどの画像表示装置に有用となる。
[5.実験2]
発明者らは、上述の製造方法により作製したPDP10のサンプルを用いて、緑色蛍光体材料の特性を確認するために、以下の実験2を行った。実験2では、緑色蛍光体として、Zn2SiO4:MnとY3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceが用いられた。Zn2SiO4:Mnの平均粒径(D50)は、2μmである。Y3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceの平均粒径(D50)は、2μmである。実験2でも、実験1と同様に、3つの条件が変更されたサンプル11〜20が作製された。第1の条件および第2の条件は、実験1と同様である。第3の条件は、Y3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceの混合比率(重量%)である。つまり、Zn2SiO4:Mnの含有量とY3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceの含有量との合計に対するY3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceの含有量である。なお、実験2で用いられた(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ceは、x=0、y=0.2の場合であるが、0≦x≦1、0≦y≦0.5の範囲であれば同様の効果が得られる。
発明者らは、上述の製造方法により作製したPDP10のサンプルを用いて、緑色蛍光体材料の特性を確認するために、以下の実験2を行った。実験2では、緑色蛍光体として、Zn2SiO4:MnとY3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceが用いられた。Zn2SiO4:Mnの平均粒径(D50)は、2μmである。Y3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceの平均粒径(D50)は、2μmである。実験2でも、実験1と同様に、3つの条件が変更されたサンプル11〜20が作製された。第1の条件および第2の条件は、実験1と同様である。第3の条件は、Y3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceの混合比率(重量%)である。つまり、Zn2SiO4:Mnの含有量とY3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceの含有量との合計に対するY3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceの含有量である。なお、実験2で用いられた(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ceは、x=0、y=0.2の場合であるが、0≦x≦1、0≦y≦0.5の範囲であれば同様の効果が得られる。
実験2でも実験1と同様に、作製されたサンプル11〜20について、輝度、色度、残光時間およびアドレス放電電圧が測定された。また実験1と同様に、発明者らは、測定値に基づき作製されたサンプルを評価した。表2はサンプル11〜20の評価結果である。サンプル11〜20は、各項目において、実験1と同様の基準で評価されている。
[5−1.輝度評価]
表2に示すように、サンプル11、14〜16および18〜20は、輝度が90以上であるため好ましい。サンプル18は、輝度が100より大きいため、さらに好ましい。サンプル15および20は、第2の条件を200原子%に、第3の条件を30重量%に固定され、第1の条件だけを変えられている。この条件において、第1の条件は輝度に影響が小さいことが確認された。サンプル13〜17は、第1の条件を8原子%に、第3の条件を30重量%に固定され、第2の条件だけを変えられている。この条件において、第2の条件が197原子%より小さくなると、輝度が90より小さくなることが確認された。また、第2の条件が202原子%より大きくなっても、輝度が90より小さくなることが確認された。そのため、この条件において、第2の条件が197原子%以上202原子%以下のPDPが好ましい。サンプル15、18および19は、第1の条件を8原子%に、第2の条件を200原子%に固定され、第3の条件だけを変えられている。この条件において、第3の条件が65wt%以上であると、輝度が維持されることが確認された。そのため、輝度において、Y3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceの混合比率が65wt%以上であることが好ましい。
表2に示すように、サンプル11、14〜16および18〜20は、輝度が90以上であるため好ましい。サンプル18は、輝度が100より大きいため、さらに好ましい。サンプル15および20は、第2の条件を200原子%に、第3の条件を30重量%に固定され、第1の条件だけを変えられている。この条件において、第1の条件は輝度に影響が小さいことが確認された。サンプル13〜17は、第1の条件を8原子%に、第3の条件を30重量%に固定され、第2の条件だけを変えられている。この条件において、第2の条件が197原子%より小さくなると、輝度が90より小さくなることが確認された。また、第2の条件が202原子%より大きくなっても、輝度が90より小さくなることが確認された。そのため、この条件において、第2の条件が197原子%以上202原子%以下のPDPが好ましい。サンプル15、18および19は、第1の条件を8原子%に、第2の条件を200原子%に固定され、第3の条件だけを変えられている。この条件において、第3の条件が65wt%以上であると、輝度が維持されることが確認された。そのため、輝度において、Y3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceの混合比率が65wt%以上であることが好ましい。
[5−2.色再現性評価]
表2に示すように、サンプル11〜20は、色再現範囲が90以上であるため、好ましい。サンプル12および16は、色再現範囲が100より大きいため、さらに好ましい。サンプル13〜17より、第1の条件が8原子%であり、第3の条件が30重量%である条件において、第2の条件が196原子%以上203原子%以下であると、色再現範囲はほぼ変化しないことが確認された。サンプル13〜17より、第1の条件が8原子%であり、第3の条件が30重量%である条件において、第2の条件が196原子%以上203原子%以下であると、色再現範囲が比較例と比べてほぼ変化しないことが確認された。サンプル15、18および19より、第1の条件が8原子%であり、第2の条件が200原子%である条件において、第3の条件が増加すると、色再現範囲が大きく減少することが確認された。この条件において、第3の条件が80重量%で色再現範囲が90となることが確認された。これにより、第3の条件が80重量%より大きくなると色再現範囲が90より小さくなると考えられる。そのため、この条件において、第3の条件が80重量%より大きいPDPは好ましくないことが確認された。
表2に示すように、サンプル11〜20は、色再現範囲が90以上であるため、好ましい。サンプル12および16は、色再現範囲が100より大きいため、さらに好ましい。サンプル13〜17より、第1の条件が8原子%であり、第3の条件が30重量%である条件において、第2の条件が196原子%以上203原子%以下であると、色再現範囲はほぼ変化しないことが確認された。サンプル13〜17より、第1の条件が8原子%であり、第3の条件が30重量%である条件において、第2の条件が196原子%以上203原子%以下であると、色再現範囲が比較例と比べてほぼ変化しないことが確認された。サンプル15、18および19より、第1の条件が8原子%であり、第2の条件が200原子%である条件において、第3の条件が増加すると、色再現範囲が大きく減少することが確認された。この条件において、第3の条件が80重量%で色再現範囲が90となることが確認された。これにより、第3の条件が80重量%より大きくなると色再現範囲が90より小さくなると考えられる。そのため、この条件において、第3の条件が80重量%より大きいPDPは好ましくないことが確認された。
[5−3.残光特性評価]
表2に示すように、サンプル12〜20は、残光時間が3ms以下であるため、好ましい。サンプル18〜20は、残光時間が2msより短いため、さらに好ましい。サンプル11〜13より、Y3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceが混合され、かつ、第1の条件が8原子%以上である場合に残光時間が3ms以下になることが確認された。サンプル15および20より、第2の条件が200原子%であり、第3の条件が30重量%である条件において、第1の条件が増加すると、残光時間が大きく減少することが確認された。サンプル13〜17より、第1の条件が8原子%であり、第3の条件が30重量%である条件において、第2の条件が196原子%以上203原子%以下であると、残光時間が3ms以下となることが確認された。サンプル15、18および19より、第1の条件が8原子%であり、第2の条件が200原子%である条件において、第3の条件が増加すると、残光時間が大きく減少することが確認された。そのため、残光特性において、Y3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceの混合比率は、大きいほど好ましい。
表2に示すように、サンプル12〜20は、残光時間が3ms以下であるため、好ましい。サンプル18〜20は、残光時間が2msより短いため、さらに好ましい。サンプル11〜13より、Y3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceが混合され、かつ、第1の条件が8原子%以上である場合に残光時間が3ms以下になることが確認された。サンプル15および20より、第2の条件が200原子%であり、第3の条件が30重量%である条件において、第1の条件が増加すると、残光時間が大きく減少することが確認された。サンプル13〜17より、第1の条件が8原子%であり、第3の条件が30重量%である条件において、第2の条件が196原子%以上203原子%以下であると、残光時間が3ms以下となることが確認された。サンプル15、18および19より、第1の条件が8原子%であり、第2の条件が200原子%である条件において、第3の条件が増加すると、残光時間が大きく減少することが確認された。そのため、残光特性において、Y3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceの混合比率は、大きいほど好ましい。
[5−4.放電特性評価]
表2に示すように、サンプル11および14〜20は、アドレス電圧が+1V以下であるため、好ましい。サンプル14〜20は、アドレス電圧が−1V以下であるため、さらに好ましい。サンプル15および20より、第2の条件が200原子%であり、第3の条件が30重量%である条件において、第1の条件が増加すると、アドレス電圧が減少することが確認された。サンプル13〜17より、第1の条件が8原子%であり、第3の条件が30重量%である条件において、第2の条件が196原子%以下になるとアドレス電圧が+1Vより大きくなることが確認された。そのため、この条件において、第2の条件が196原子%以下のPDPは好ましくない。また、この条件において、第2の条件が197原子%以上203原子%以下であれば、アドレス電圧が+1以下となることが確認された。サンプル15、18および19より、第1の条件が8原子%であり、第2の条件が200原子%である条件において、第3の条件が増加すると、アドレス電圧が大きく減少することが確認された。そのため、放電特性において、Y3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceの混合比率は、大きいほど好ましい。
表2に示すように、サンプル11および14〜20は、アドレス電圧が+1V以下であるため、好ましい。サンプル14〜20は、アドレス電圧が−1V以下であるため、さらに好ましい。サンプル15および20より、第2の条件が200原子%であり、第3の条件が30重量%である条件において、第1の条件が増加すると、アドレス電圧が減少することが確認された。サンプル13〜17より、第1の条件が8原子%であり、第3の条件が30重量%である条件において、第2の条件が196原子%以下になるとアドレス電圧が+1Vより大きくなることが確認された。そのため、この条件において、第2の条件が196原子%以下のPDPは好ましくない。また、この条件において、第2の条件が197原子%以上203原子%以下であれば、アドレス電圧が+1以下となることが確認された。サンプル15、18および19より、第1の条件が8原子%であり、第2の条件が200原子%である条件において、第3の条件が増加すると、アドレス電圧が大きく減少することが確認された。そのため、放電特性において、Y3(Al0.8,Ga0.2)5O12:Ceの混合比率は、大きいほど好ましい。
[5−5.総合評価]
表2に示すように、サンプル14〜16および18〜20は、輝度を90以上、色再現範囲を90以上、アドレス電圧を最大で+1Vに抑えつつ、残光時間を3ms以下に減少させることができる。つまり、第1の条件が8原子%以上10原子%以下であり、第2の条件が197原子%以上202原子%以下であり、第3の条件が30重量%以上80重量%以下であるサンプルは、実用上好ましい。したがって、サンプル14〜16および18〜20は、他の性能を大きく低減させずに残光時間を短縮できるため、立体画像表示に適したPDP10を実現することができる。
表2に示すように、サンプル14〜16および18〜20は、輝度を90以上、色再現範囲を90以上、アドレス電圧を最大で+1Vに抑えつつ、残光時間を3ms以下に減少させることができる。つまり、第1の条件が8原子%以上10原子%以下であり、第2の条件が197原子%以上202原子%以下であり、第3の条件が30重量%以上80重量%以下であるサンプルは、実用上好ましい。したがって、サンプル14〜16および18〜20は、他の性能を大きく低減させずに残光時間を短縮できるため、立体画像表示に適したPDP10を実現することができる。
さらに、赤色蛍光体層23aに(Y,Gd)(P,V)O4:Eu蛍光体またはY2O3:Eu蛍光体の少なくとも一つが含まれ、青色蛍光体層23cにBaMgAl10O17:Eu蛍光体が含まれれば、赤色蛍光体層23a、緑色蛍光体層23b、青色蛍光体層23cの全ての残光時間が短くなる。その結果、立体画像表示において画像表示品質にすぐれたPDP10が実現される。このようなPDP10は、3次元画像表示のテレビなどの画像表示装置に有用となる。
[6.まとめ]
本実施の形態におけるPDP10は、前面板と、前面板に対向配置された背面板と、背面板上に形成された蛍光体層23と、を備える。蛍光体層23は、Zn2SiO4:Mnと(Y1−X,GdX)3Al5O12:Ce(ただし、0≦X≦1)とを含む緑色蛍光体層23bを有する。Zn2SiO4:Mnは、Znの含有量とMnの含有量との合計に対するMnの含有量が8原子%以上10原子%以下である。また、Zn2SiO4:Mnは、Siの含有量に対するZnの含有量とMnの含有量との合計が197原子%以上202原子%以下である。(Y1−X,GdX)3Al5O12:Ceの含有量は、前記Zn2SiO4:Mnの含有量と前記(Y1−X,GdX)3Al5O12:Ceの含有量との合計に対して、20重量%以上50重量%以下である。この構成によれば、他の性能を大きく低減させずに残光時間を短縮することができる。
本実施の形態におけるPDP10は、前面板と、前面板に対向配置された背面板と、背面板上に形成された蛍光体層23と、を備える。蛍光体層23は、Zn2SiO4:Mnと(Y1−X,GdX)3Al5O12:Ce(ただし、0≦X≦1)とを含む緑色蛍光体層23bを有する。Zn2SiO4:Mnは、Znの含有量とMnの含有量との合計に対するMnの含有量が8原子%以上10原子%以下である。また、Zn2SiO4:Mnは、Siの含有量に対するZnの含有量とMnの含有量との合計が197原子%以上202原子%以下である。(Y1−X,GdX)3Al5O12:Ceの含有量は、前記Zn2SiO4:Mnの含有量と前記(Y1−X,GdX)3Al5O12:Ceの含有量との合計に対して、20重量%以上50重量%以下である。この構成によれば、他の性能を大きく低減させずに残光時間を短縮することができる。
また、本実施の形態におけるPDP10は、Zn2SiO4:Mnの平均粒径が、(Y1−X,GdX)3Al5O12:Ceの平均粒径以上であることが好ましい。これにより、PDP10の輝度が相対的に向上する。
また、他の実施の形態として、PDP10の蛍光体層23は、Zn2SiO4:Mnと(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ce(ただし、0≦x≦1,0≦y≦0.5)とを含む緑色蛍光体層23bを有していてもよい。その場合、Zn2SiO4:Mnは、Znの含有量とMnの含有量との合計に対するMnの含有量が8原子%以上10原子%以下である。また、Zn2SiO4:Mnは、Siの含有量に対するZnの含有量とMnの含有量との合計が197原子%以上202原子%以下である。(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ceの含有量は、Zn2SiO4:Mnの含有量と(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ceの含有量との合計に対して、30重量%以上80重量%以下である。この構成によれば、他の性能を大きく低減させずに残光時間を短縮することができる。
また、他の実施の形態PDP10は、Zn2SiO4:Mnの平均粒径が、(Y1−x,Gdx)3(Al1−y,Gay)5O12:Ceの平均粒径以上であることが好ましい。これにより、PDP10の輝度が相対的に向上する。
本発明のPDPによれば、高品位な動画像表示品質を実現するPDPを提供し、大画面の立体画像表示装置などに有用である。
10 PDP
11 前面基板
12 走査電極
12a,13a 透明電極
12b,13b バス電極
13 維持電極
14 表示電極
15 誘電体層
16 保護層
17 背面基板
18 データ電極
19 下地誘電体層
22 隔壁
22a 縦隔壁
22b 横隔壁
23 蛍光体層
23a 赤色蛍光体層
23b 緑色蛍光体層
23c 青色蛍光体層
24 放電セル
11 前面基板
12 走査電極
12a,13a 透明電極
12b,13b バス電極
13 維持電極
14 表示電極
15 誘電体層
16 保護層
17 背面基板
18 データ電極
19 下地誘電体層
22 隔壁
22a 縦隔壁
22b 横隔壁
23 蛍光体層
23a 赤色蛍光体層
23b 緑色蛍光体層
23c 青色蛍光体層
24 放電セル
Claims (1)
- 前面板と、前記前面板に対向配置された背面板と、前記背面板上に形成された蛍光体層と、を備え、
前記蛍光体層は、Zn2SiO4:Mnと(Y1−x、Gdx)3(Al1−y、Gay)5O12:Ce(ただし、0≦x≦1、0≦y≦0.5)とを含む緑色蛍光体層を有し、
前記Zn2SiO4:Mnは、Znの含有量とMnの含有量との合計に対するMnの含有量が8原子%以上10原子%以下であり、かつ、Siの含有量に対するZnの含有量とMnの含有量との合計が197原子%以上202原子%以下であり、
前記(Y1−x、Gdx)3(Al1−y、Gay)5O12:Ceの含有量は、前記Zn2SiO4:Mnの含有量と前記(Y1−x、Gdx)3(Al1−y、Gay)5O12:Ceの含有量との合計に対して、30重量%以上80重量%以下であり、
前記Zn2SiO4:Mnの平均粒径は、前記(Y1−x、Gdx)3(Al1−y、Gay)5O12:Ceの平均粒径以上である、プラズマディスプレイパネル。
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