JP5564146B2 - プラズマディスプレイパネルおよび蛍光体 - Google Patents

Description

本開示は、プラズマディスプレイパネル（以下、適宜「ＰＤＰ」と称する。）およびプラズマディスプレイパネルや無水銀蛍光ランプ等に使用される蛍光体に関するものである。

近年では、ＰＤＰ用蛍光体としても、種々の組成物が実用化されている。例えば、青色蛍光体としてはＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕが使用され、緑色蛍光体としては（Ｙ、Ｇｄ）Ａｌ₃Ｂ₄Ｏ₁₂：ＴｂとＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎの混合体が使用されている。

しかしながら、緑色蛍光体としてＺｎ₂ＳｉＯ₄：ＭｎあるいはＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎと（Ｙ、Ｇｄ）Ａｌ₃Ｂ４Ｏ₁₂：Ｔｂの混合体を用いると、残光時間が長くなるため、動きの速い映像を表示した場合にいわゆる「尾引き」が生じ、ＰＤＰにおける動画表示特性が低下する。また、特に、立体映像を表現できる３Ｄ−ＰＤＰにおいては、使用される蛍光体の残光時間が長くなると、短時間で切り替え表示される左目画像と右目画像との間の重なりが生じる動画クロストークによって、良好な立体映像が表示できないという問題が生じる。このため、ＰＤＰ用途では残光時間が短い緑色蛍光体が強く求められている。

これに対して、緑色蛍光体として、残光時間が著しく短いＹ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅを用いる技術（例えば、特許文献１参照）や、（Ｃａ、Ｓｒ）₂ＭｇＳｉ₂Ｏ₇：Ｅｕを用いる技術（例えば、特許文献２参照）が提案されている。

特開２００６−１９３７１２号公報 特開２００９−５９６０８号公報

しかしながら、上記従来の技術では、緑色蛍光体の残光時間を短くすることができるものの、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：ＭｎあるいはＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎと（Ｙ、Ｇｄ）Ａｌ₃Ｂ₄Ｏ₁₂：Ｔｂの混合体を用いた場合と比較して、輝度が低下してしまう。

本開示は、上記従来の課題を解決するもので、残光時間が短く、高効率で輝度が高い画像を表示することができるＰＤＰと、ＰＤＰをはじめとする発光装置に好適に用いられる蛍光体を提供する。

本開示におけるＰＤＰは、真空紫外線により可視光を発する緑色蛍光体層を備えたプラズマディスプレイパネルであって、前記緑色蛍光体層は、一般式ａＢａＯ・（２−ａ）ＥｕＯ・ｂＭｇＯ・ｃＳｉＯ₂・ｆＣａＣ_l2（１．８００≦ａ≦１．９８０、０．９５０≦ｂ≦１．０５０、１．９００≦ｃ≦２．１００、０．００１≦ｆ≦０．０２０）で表される蛍光体を含む。

なお、前記一般式において、１．８８０≦ａ≦１．９６０であることが好ましい。

また、本開示における蛍光体は、一般式ａＢａＯ・（２−ａ）ＥｕＯ・ｂＭｇＯ・ｃＳｉＯ₂・ｆＣａＣ_l2（１．８００≦ａ≦１．９８０、０．９５０≦ｂ≦１．０５０、１．９００≦ｃ≦２．１００、０．００１≦ｆ≦０．０２０）で表される。

本開示のＰＤＰは、残光時間が短く、高効率で輝度が高い画像を表示することができる。また、このようなＰＤＰをはじめとする発光装置に好適に用いられる蛍光体を得るのに有効である。

本実施形態にかかるＰＤＰの構成を示す概略断面図

以下、本開示におけるＰＤＰと、このＰＤＰに用いられる蛍光体の実施の形態について詳細に説明する。

＜蛍光体の組成＞
本開示における蛍光体は、一般式ａＢａＯ・（２−ａ）ＥｕＯ・ｂＭｇＯ・ｃＳｉＯ₂・ｆＣａＣｌ₂（１．８００≦ａ≦１．９８０、０．９５０≦ｂ≦１．０５０、１．９００≦ｃ≦２．１００、０．００１≦ｆ≦０．０２０）で表される。なお、ａについて、輝度の観点からより好ましい範囲は、１．８８０≦ａ≦１．９６０である。

＜蛍光体の製造方法＞
以下、本実施形態にかかる蛍光体の製造方法について説明するが、本開示における蛍光体の製造方法は以下に限られるものではない。

原料としては、高純度（純度９９％以上）の水酸化物、炭酸塩、硝酸塩など、焼成により酸化物になる化合物か、または、高純度（純度９９％以上）の酸化物を用いることができる。

蛍光体の製造は、上記の原料を混合し、焼成して行うが、原料の混合方法としては、溶液中での湿式混合でも乾燥粉体の乾式混合でもよく、工業的に通常用いられるボールミル、媒体撹拌ミル、遊星ミル、振動ミル、ジェットミル、Ｖ型混合機、攪拌機等を用いることができる。

混合粉体の焼成は、まず、大気中において７００〜１１００℃の温度範囲で１〜１０時間程度行う。さらに、０〜１０体積％の水素を含む窒素ガス等による低酸素分圧雰囲気で、１０００〜１３００℃の温度範囲で１〜１０時間程度焼成を行う。

焼成に用いる炉は、工業的に通常用いられる炉を用いることができ、プッシャー炉等の連続式の電気炉、または、バッチ式の電気炉やガス炉を用いることができる。

得られた蛍光体粉末を、ボールミルやジェットミルなどを用いて再度粉砕し、さらに必要に応じて洗浄あるいは分級することにより、蛍光体粉末の粒度分布や流動性を調整することができる。

＜蛍光体の用途＞
本開示における蛍光体は輝度が高いため、この蛍光体を、蛍光体層を有する発光装置に適用すれば、高効率の発光装置を構成することができる。具体的には、従来のＹ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ等の緑色蛍光体が使用される蛍光体層を有する発光装置において、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ等の緑色蛍光体を本開示における蛍光体に置き換え、公知の方法に準じてそれぞれの発光装置を構成すればよい。発光装置の例としては、ＰＤＰ、蛍光パネル、蛍光ランプ（例、無水銀蛍光ランプ）、ＬＥＤ等が挙げられ、これらのうち、特にＰＤＰが好適である。

以下に、本開示におけるＰＤＰの一実施形態として、交流面放電型ＰＤＰを例として、その具体的な構成を説明する。

図１は、本実施形態にかかる交流面放電型ＰＤＰ１０の主要構造を示す斜視断面図である。なお、本実施形態として説明するＰＤＰ１０は、便宜的に、４２インチクラスの１０２４×７６８画素仕様のものを基準として、各部の具体的な構成や大きさ等を示すが、本実施形態のＰＤＰとして、画面サイズが４２インチクラス以外の他のサイズや仕様のものに適用してもよいことは勿論である。

図１で示すように、本実施形態のＰＤＰ１０は、フロントパネル２０とバックパネル２６とを有しており、それぞれの主面が対向するようにして配置されている。

このフロントパネル２０は、前面基板としてのフロントパネルガラス２１と、このフロントパネルガラス２１の一方の主面に設けられた帯状の表示電極（Ｘ電極２３、Ｙ電極２２）と、この表示電極を覆う厚さ約３０μｍの前面側誘電体層２４と、この前面側誘電体層２４の上に設けられた厚さ約１．０μｍの保護層２５とを含んでいる。

表示電極は、厚さ０.１μｍ、幅１５０μｍの帯状の透明電極２２０（２３０）と、この透明電極上に重ね設けられた厚さ７μｍ、幅９５μｍのバスライン２２１（２３１）とを含んでいる。また、各対の表示電極（Ｘ電極２３、Ｙ電極２２）は、ｘ軸方向を長手方向としてｙ軸方向に複数組が並んで配置されている。

また、各対の表示電極（Ｘ電極２３、Ｙ電極２２）は、それぞれフロントパネルガラス２１の左右方向（ｙ軸方向）の端部付近で、パネル駆動回路（図示せず）と電気的に接続されている。なお、Ｙ電極２２は一括してパネル駆動回路に接続され、Ｘ電極２３はそれぞれ独立してパネル駆動回路に接続されている。パネル駆動回路を用いて、Ｙ電極２２と特定のＸ電極２３とに給電すると、Ｘ電極２３とＹ電極２２との間隙（約８０μｍ）に面放電（維持放電）が発生する。Ｘ電極２３はスキャン電極として作動させることもでき、これにより、後述するアドレス電極２８との間で書き込み放電（アドレス放電）を発生させることができる。

バックパネル２６は、背面基板としてのバックパネルガラス２７と、複数のアドレス電極２８と、背面側誘電体層２９と、隔壁３０と、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の何れかに対応する蛍光体層３１〜３３とを含んでいる。蛍光体層３１〜３３は、隣り合う２つの隔壁３０の側壁とその間の背面側誘電体層２９とに接してＹ軸方向が長手方向になるように設けられており、また、ｘ軸方向に複数組が繰り返して配列されている。

緑色蛍光体層（Ｇ）は、本開示における緑色蛍光体、すなわち、一般式ａＢａＯ・（２−ａ）ＥｕＯ・ｂＭｇＯ・ｃＳｉＯ₂・ｆＣａＣ_l2（１．８００≦ａ≦１．９８０、０．９５０≦ｂ≦１．０５０、１．９００≦ｃ≦２．１００、０．００１≦ｆ≦０．０２０）で表される蛍光体を含んでいる。また、赤色蛍光体層（Ｒ）および青色蛍光体層（Ｂ）は、それぞれＰＤＰ用蛍光体として一般的な蛍光体を含んでいる。例えば、赤色蛍光体としてはＹ（Ｐ、Ｖ）Ｏ₄：ＥｕやＹ₂Ｏ₃：Ｅｕあるいは（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕが使用でき、青色蛍光体としてはＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕが使用できる。

各蛍光体層は、蛍光体粒子を溶解させた蛍光体インクを、例えばメニスカス法やラインジェット法などの公知の塗布方法により、隔壁３０および背面側誘電体層２９に塗布し、これを乾燥や焼成（例えば５００℃で１０分）することにより形成できる。上記蛍光体インクは、例えば体積平均粒径２μｍの緑色蛍光体３０質量％と、重量平均分子量約２０万のエチルセルロース４．５質量％と、ブチルカルビトールアセテート６５．５質量％とを混合して作製することができる。また、その粘度を、最終的に２０００〜６０００ｃｐｓ（２〜６Ｐａｓ）程度となるように調整すると、隔壁３０に対するインクの付着力を高めることができて好ましい。

アドレス電極２８は、バックパネルガラス２７の一方の主面に設けられている。また、背面側誘電体層２９はアドレス電極２８を覆うようにして設けられている。また、隔壁３０は、一例として高さが約１５０μｍ、幅が約４０μｍであり、ｙ軸方向を長手方向とし、隣接するアドレス電極２８のピッチに合わせて、背面側誘電体層２９の上に設けられている。

アドレス電極２８は、それぞれが厚さ５μｍ、幅６０μｍであり、ｙ軸方向を長手方向としてｘ軸方向に複数本が並んで配置されている。また、このアドレス電極２８は、ピッチが一定間隔（約１５０μｍ）となるように配置されている。なお、複数のアドレス電極２８は、それぞれ独立して上記パネル駆動回路に接続されている。それぞれのアドレス電極に個別に給電することによって、特定のアドレス電極２８と特定のＸ電極２３との間でアドレス放電を生じさせることができる。

フロントパネル２０とバックパネル２６とは、アドレス電極２８と表示電極とが直交するように配置されている。フロントパネル２０とバックパネル２６とは、周辺部を取り巻くように配置された封着部材としてのフリットガラス封着部（図示せず）により、気密な状態で封着されている。

フリットガラス封着部によって密封された、フロントパネル２０とバックパネル２６との間の密閉空間には、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｎｅ等の希ガス成分からなる放電ガスが所定の圧力（通常６.７×１０⁴〜１.０×１０⁵Ｐａ程度）で封入されている。

なお、隣接する２つの隔壁３０の間に対応する空間が、放電空間３４となる。また、一対の表示電極と１本のアドレス電極２８とが放電空間３４を挟んで交叉する領域が、画像を表示するセルに対応している。なお、本実施形態にかかるＰＤＰ１０では、ｘ軸方向のセルピッチは約３００μｍ、ｙ軸方向のセルピッチは約６７５μｍに設定されている。

また、ＰＤＰ１０の駆動時には、パネル駆動回路によって、特定のアドレス電極２８と特定のＸ電極２３とにパルス電圧を印加してアドレス放電を起こさせた後、一対の表示電極（Ｘ電極２３、Ｙ電極２２）の間にパルスを印加し、維持放電を起こさせる。これにより発生させた短波長の紫外線（波長約１４７ｎｍを中心波長とする共鳴線および１７２ｎｍを中心波長とする分子線）を用いて、蛍光体層３１〜３３に含まれる蛍光体を可視光発光させることで、所定の画像をフロントパネル２０側に表示することができる。

以下、具体的な実施例、および、比較例を挙げて本開示における蛍光体について詳細に説明するが、本開示における蛍光体は、これらの実施例に限定されるものではない。

＜蛍光体試料の作製＞
出発原料として、ＢａＣＯ₃、Ｅｕ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＳｉＯ₂、ＣａＣｌ₂を用い、これらを所定の組成になるよう秤量し、ボールミルを用いて純水中で湿式混合した。この混合物を乾燥させた後、まず、大気中において８００〜１０００℃の温度範囲で４時間焼成し、次に、１〜５体積％の水素を含む窒素ガス中１０００〜１２００℃の温度範囲で４時間焼成して蛍光体粉末を得た。

さらに、得られた蛍光体粉末を、ボールミルを用いて再度粉砕して粒度分布を調整した。

＜輝度の測定＞
実施例および比較例に相当する蛍光体試料に対し、真空中で波長１４６ｎｍの真空紫外光を照射し、それぞれの蛍光体試料における可視領域の発光を測定した。

作製した蛍光体の組成比と、輝度（Ｙ）を表１に示す。ただし、輝度（Ｙ）は、国際照明委員会ＸＹＺ表色系における輝度Ｙであり、試料番号１として示した、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ蛍光体（市販品）に対する相対値として示している。なお、表１において、試料番号に＊印を付した試料は、本願で開示する蛍光体の組成の範囲から外れた比較例に相当する蛍光体であることを示している。

表１から明らかなように、組成比が本開示における蛍光体の組成範囲内である、（１．８００≦ａ≦１．９８０、０．９５０≦ｂ≦１．０５０、１．９００≦ｃ≦２．１００、０．００１≦ｆ≦０．０２０）という条件を満たす蛍光体は、真空紫外光励起による輝度が高い。中でも、組成比が１．８８０≦ａ≦１．９６０の組成範囲内にある蛍光体である、表１中に試料番号９〜１５として示す蛍光体は、特に輝度が高い。

なお、実施例として示す、試料番号４、５、８〜１５として示す蛍光体試料に対し、真空中で波長１４６ｎｍの真空紫外光をパルス照射し、可視領域の発光強度が１／１０に減衰する時間（１／１０残光時間）を測定したところ、いずれも０．３ミリ秒以下の優れた残光特性（短残光性）を備えることが確認できた。

＜本開示における蛍光体を使用したＰＤＰパネルの輝度＞
緑色蛍光体層を構成する蛍光体として、表１における試料番号１、および、試料番号６〜試料番号１１として示した緑色蛍光体を使用して、図１として例示した構成の交流面放電型ＰＤＰを作製した。作製したＰＤＰについて、パネル初期輝度を測定した。それぞれの組成の蛍光体を用いて製造されたＰＤＰパネルの初期輝度の測定結果を表２に示す。なお、試料番号６〜試料番号１１として示した蛍光体を用いたＰＤＰパネルの初期輝度は、試料番号１として示した蛍光体を用いた場合の初期輝度に対する相対値として示している。

測定に当たっては、ＰＤＰパネルは緑色１色固定表示とした。なお、表２においても、使用された緑色蛍光体の組成が、本開示における蛍光体の組成の範囲から外れた比較例に相当する蛍光体の場合には、試料番号に＊印を付している。

表２から明らかなように、本開示における蛍光体を緑色蛍光体として使用することで、ＰＤＰのパネル輝度が向上することが確認された。

本開示における蛍光体を用いることにより、残光時間が短く、輝度が高い高効率のプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を提供することができる。また、本開示における蛍光体は、ＰＤＰ以外にも、無電極蛍光ランプなどの蛍光ランプや蛍光パネル等に使用される蛍光体として応用することができる。

Claims (3)

1. 真空紫外線により可視光を発する緑色蛍光体層を備えたプラズマディスプレイパネルであって、
   前記緑色蛍光体層は、一般式ａＢａＯ・（２−ａ）ＥｕＯ・ｂＭｇＯ・ｃＳｉＯ₂・ｆＣａＣｌ₂（１．８００≦ａ≦１．９８０、０．９５０≦ｂ≦１．０５０、１．９００≦ｃ≦２．１００、０．００１≦ｆ≦０．０２０）で表される緑色蛍光体を含んでいることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 前記一般式において、１．８８０≦ａ≦１．９６０である請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
3. 一般式ａＢａＯ・（２−ａ）ＥｕＯ・ｂＭｇＯ・ｃＳｉＯ₂・ｆＣａＣｌ₂（１．８００≦ａ≦１．９８０、０．９５０≦ｂ≦１．０５０、１．９００≦ｃ≦２．１００、０．００１≦ｆ≦０．０２０）で表されることを特徴とする蛍光体。

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