JPH10125240A - プラズマディスプレイパネルおよびプラズマディスプレイ用蛍光体の製造方法 - Google Patents
プラズマディスプレイパネルおよびプラズマディスプレイ用蛍光体の製造方法Info
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- JPH10125240A JPH10125240A JP9070936A JP7093697A JPH10125240A JP H10125240 A JPH10125240 A JP H10125240A JP 9070936 A JP9070936 A JP 9070936A JP 7093697 A JP7093697 A JP 7093697A JP H10125240 A JPH10125240 A JP H10125240A
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Abstract
上させる。 【解決手段】 蛍光体粒子41の表面に均一なコーティ
ング層42を形成され、コーティング層42の膜厚を、
(2m+1)/4nを満たすように設定する(但し、λ
は放電空間で発生する紫外線の波長、nはコーティング
層の屈折率、mは0,1,2,3)。あるいは、蛍光体
粒子の表面に、粒状物質を、紫外線が通過できる隙間を
隔てて島状に付着させる。あるいは、蛍光体粒子の表面
に、有機金属化合物の加水分解反応によって、紫外線が
通過できる隙間を隔てて金属酸化物を島状に形成する。
Description
に用いるプラズマディスプレイパネル及びその蛍光体の
製造方法に関するものである。
位で大画面のテレビに対する期待が高まっている中で、
CRT,液晶ディスプレイ(以下、LCDと記載す
る),プラズマディスプレイパネル(Plasma Display P
anel,以下PDPと記載する)といった各ディスプレイ
の分野において、これに適したディスプレイの開発が進
められている。
用いられているCRTは、解像度・画質の点で優れてい
るが、画面の大きさに伴って奥行き及び重量が大きくな
る点で40インチ以上の大画面には不向きである。ま
た、LCDは、消費電力が少なく、駆動電圧も低いとい
う優れた性能を有しているが、大画面を作製するのに技
術上の困難性があり、視野角にも限界がある。
も大画面を実現することが可能であって、既に40イン
チクラスの製品も開発されている。PDPは、大別して
直流型(DC型)と交流型(AC型)とに分けられる
が、現在では大型化に適したAC型が主流となってい
る。図7は、従来の一般的な交流面放電型PDPの概略
断面図である。図7において、フロントカバープレート
101上に表示電極102が配設され、その上を鉛ガラ
ス[PbO−B2O3−SiO2ガラス]からなる誘電体
ガラス層103で覆われている。
レス電極106と隔壁107と、赤または緑または青の
蛍光体粒子150からなる蛍光体層108とが配設さ
れ、誘電体ガラス層103,バックプレート105,隔
壁107に囲まれた放電空間109内には、ヘリウム
(He)とキセノン(Xe)あるいはネオン(Ne)と
キセノン(Xe)からなる放電ガスが封入されている。
本的に蛍光灯と同様であって、表示電極102の放電に
伴って放電ガスから紫外線(波長147nm及び173
nm)が放出され、この紫外線を受けて蛍光体層108
の蛍光体粒子(赤,緑,青)が励起発光される。
電エネルギの紫外線への変換する効率や蛍光体における
変換効率が低いので、蛍光灯のように高い輝度を得るこ
とは困難であって、輝度を向上させることが課題となっ
ている。現在、40〜42インチクラスのテレビ用のP
DPにおいては、NTSCの画素レベル(画素数640
×480個,セルピッチ0.43mm×1.29mm,
1セルの面積0.55mm2)の場合、150〜250
cd/m2程度の画面輝度が得られている(機能材料1
996年2月号Vol.16,No.2 ページ7参
照)。
ペックの42インチクラスのハイビジョンテレビでは、
画素数が1920×1125で、セルピッチは0.15
mm×0.48mmとなる。この場合、1セルの面積は
0.072mm2であって、NTSCの場合と比べて1
/7〜1/8となるため、42インチのハイビジョンテ
レビ用のPDPを、従来通りのセル構成で作成した場
合、画面の輝度は30〜40cd/m2程度に低下する
ことが予想され、このような背景のもとで、更にPDP
の輝度を向上させる技術が望まれている。
る。PDPの寿命を決定する要因としては、狭い放電空
間内にプラズマを閉じ込め紫外線を発生させるため、蛍
光体層が劣下して輝度が低下すること、並びに、誘電体
ガラス層がガス放電によってスパッタされて劣化するこ
との2点が考えられる。
図7に示すように、誘電体ガラス層103の表面に酸化
マグネシウム[MgO]からなる保護層104を真空蒸
着法によって形成する技術が知られている。一方、蛍光
体層の形成方法に関して、例えば特開平7−45189
号公報には、蛍光体粒子に結着剤としてのシリカ(酸化
硅素:SiO2)を混合して塗布して蛍光体層を形成す
ることにより蛍光体粒子の脱落を防止する技術が開示さ
れているが、蛍光体層の長寿命化に対する技術はあまり
知られておらず、今後ハイビジョンのような細かい画素
を形成した場合、従来よりも狭い空間にプラズマをとじ
込めることになるため、蛍光体層の寿命が更に大きな課
題となることが予想される。
たものであって、PDPの蛍光体層の寿命並びに発光効
率を向上させることを目的としている。
め、本発明のPDPでは、蛍光体層を構成する蛍光体粒
子の表面に、蛍光体粒子の屈折率より低い屈折率を持つ
コーティング層を設け、コーティング層の膜厚を、放電
空間で発生する紫外線の蛍光体粒子内への透過率を、非
コーティングの場合よりも増大させるように設定した。
中のイオンから蛍光体粒子を保護し、蛍光体層の耐久性
を向上させる。また、蛍光体粒子に取り込まれる紫外線
量が増え、紫外線の利用効率が向上するので、輝度を向
上させることができる。コーティング層の膜厚を上記数
1式で示される値に設定すれば、このような条件は満た
される。即ち、数1式で表される膜厚に設定すると、蛍
光体表面での紫外線の反射量が小さくなり、蛍光体粒子
中に入り込む紫外線量が増大する。
SiO2やSi(O・F)2が優れている。これらの材料
は、紫外線に対する屈折率が1.4程度と蛍光体粒子の
屈折率(通常2.0程度)より小さい値であり、化学的
に安定な物質であって、コーティング層の材料として適
している。また、上記目的を達成するため、本発明のP
DPは、蛍光体層を構成する蛍光体粒子の表面に、突状
物を、紫外線が通過できる隙間を隔てて島状に配した。
nmの粒状物質や有機金属化合物の加水分解反応によっ
て生成した金属酸化物で形成することができる。これに
よって、蛍光体粒子表面に配設された粒状物質が、プラ
ズマ中のイオンから蛍光体粒子を保護し、蛍光体層の耐
久性を向上させる。一方、紫外線は、粒状物質どうしの
隙間を多重反射しながら内部の蛍光体粒子に到達する。
えるものであれば良く、屈折率は特に限定されない。こ
こで、隙間が狭すぎると、イオンの衝突を防止する効果
はあるものの紫外線が通過できなくなる。また、隙間が
広すぎると、紫外線は通過できるがイオンの衝突に対す
る保護ができない。従って、島と島の平均間隔は10n
m〜100nmの範囲とすることが好ましい。
O3,MgO,ZrO2,TiO2,In2O3,SnO2な
どを挙げることができる。用いる有機金属化合物として
は、Si,Al,Mg,Zr,Ti,In,Snなどの
金属キレートやアルコキシドを挙げることができる。
態に係る交流面放電型PDPの概略断面図である。図1
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。
電電極12と誘電体ガラス層13が配された前面パネル
と、背面ガラス基板15上にアドレス電極16,隔壁1
7,蛍光体層18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の間に形成される放電空間
19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。
ラス基板11上に放電電極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
の表面上に保護層14を形成することによって作製す
る。本実施の形態では、放電電極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]75重量%,酸化硼素[B
2O3]15重量%,酸化硅素[SiO2]10重量%で
あって、スクリーン印刷法と焼成によって形成する。
実施形態ではMgO)からなり、結晶が(100)面ま
たは(110)面に配向された緻密な膜構造となってい
る。このような緻密な保護層は、CVD法、或はイオン
ビームを照射しながらMgOを蒸着する方法を用いて形
成する。具体的な保護層の形成方法については後述す
る。
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、ガラス製
の隔壁17を所定のピッチで形成する。そして、隔壁1
7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1
8を形成する。蛍光体層18の形成方法については後で
詳述するが、一般的にPDPに用いられている蛍光体粒
子に被覆処理を施した被覆蛍光体粒子40を、スクリー
ン印刷法で塗布して形成する。
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張り合せると共に、隔壁17で仕切
られた放電空間19内を高真空(8×10-7Torr)
に排気した後、放電ガス(He−Xe系,Ne−Xe
系)を所定の圧力で封入することによってPDPを作製
する。
14を形成するのに用いるCVD装置の概略図である。
このCVD装置は、熱CVDを行うものであって、CV
D装置本体25の中には、ガラス基板27(図1におけ
る放電電極12及び誘電体ガラス層13を形成した前面
ガラス基板11)を加熱するヒータ部26が設けられ、
CVD装置本体25内は排気装置29で減圧にすること
ができるようになっている。
ヤであるアルゴン[Ar]ガスを、気化器(バブラー)
22,23を経由してCVD装置本体25に供給するも
のである。気化器22は、MgOの原料(ソース)とな
る金属キレートを加熱して貯え、Arガスボンベ21a
からArガスを吹き込むことによって、このキレートを
蒸発させてCVD装置本体25に送り込むことができる
ようになっている。
pivaloyl Methane[Mg(C11H19O2)2]、Magnesiu
m Acetylacetone[Mg(C5H7O2)2]、Magnesium T
rifluoroacetylacetone[Mg(C5H5F3O2)2]を挙
げることができる。気化器23は、MgOの原料(ソー
ス)となるCyclopentadienyl Magnesium[Mg(C
5H5)2]を加熱して貯え、Arガスボンベ21bから
Arガスを吹き込むことによって、このシクロペンタジ
エニル化合物を蒸発させてCVD装置本体25に送り込
むことができるようになっている。
[O2]をCVD装置本体25に供給するものである。
このCVD装置を用いて、ヒータ部26の上に、誘電体
ガラス層を上にしてガラス基板27を置き、所定の温度
(350〜400℃)に加熱すると共に、反応容器内を
排気装置29で減圧にする(数十Torr程度)。
ソースとなるキレートまたはシクロペンタジエニル化合
物を、所定の気化温度に加熱しながら、Arガスボンベ
21aまたは21bからArガスを送り込む。また、こ
れと同時に、酸素ボンベ24から酸素を流す。これによ
って、CVD装置本体25内に送り込まれるキレートも
しくはシクロペンタジエニル化合物が、酸素と反応し、
ガラス基板27の誘電体ガラス層の表面上に、MgO層
が形成される。
すれば、MgOの結晶が緩やかに成長するようコントロ
ールされ、(100)面配向の緻密なMgOからなる保
護層を形成することができる。次に、イオンビームを照
射しながらMgOを蒸着させて保護層を形成する方法に
ついて説明する。
ンビーム照射装置の概略図である。この装置において、
真空チャンバー35内には、誘電体ガラス層が形成され
たガラス基板31が装着されており、MgOを蒸発させ
る電子銃32が設けられている。イオンガン33は、電
子銃32で蒸発させたMgOにイオンビームを照射する
ものである。
ムを照射しながらMgOの蒸着を行う。先ず、誘電体ガ
ラス層が形成されたガラス基板31を真空チャンバー3
5内にセットし、MgOの結晶を電子銃32の中に入れ
る。真空チャンバー35内を真空にして、基板31を加
熱する(150℃)。そして、電子銃32でMgOを蒸
発させると共に、イオンガン33を用いてアルゴンのイ
オンビームを基板31に向けて照射することによって、
MgOの保護層を形成する。
蒸着する方法でMgOの保護層を形成することによっ
て、MgOの結晶は緩やかに成長し配向性がコントロー
ルされ、(110)面配向の緻密なMgOからなる保護
層を形成することができる。このように形成された(1
00)面あるいは(110)面に配向された緻密な膜構
造のMgO層は、従来の蒸着法により形成された(11
1)面配向のMgO層と比べて、耐スパッタ性が優れて
いる。
施の形態にかかる被覆蛍光体粒子40を示す概略断面図
であって、蛍光体粒子41の表面に均一なコーティング
層42が形成され、コーティング層42の膜厚は、上記
数1式を満たすように設定されている。蛍光体粒子41
としては、PDPの分野で一般的に用いられいるものを
用いることができるが、ここでは、以下のものを用いる
ものとする。
屈折率よりも小さいこと及び紫外線を透過できることが
必要であり、具体的にはSiO2、SiF2、Si(O・
F)2、MgF2、CaF2等の酸化物、酸フッ化物、フ
ッ化物を挙げることができる(電子技術総合研究所彙報
第44巻 第1,2号 1980年参照)。この中で
も、SiO2やSi(O・F)2は、化学的に安定であっ
て好ましい。
イオンの衝突から保護すると共に、以下に説明するよう
に、蛍光体粒子41表面での紫外線の反射を防ぎ、蛍光
体粒子41の紫外線利用率を向上させる働きがある。通
常、蛍光体粒子41の紫外線(波長140〜200n
m)領域における屈折率は2.0前後と考えられてお
り、未処理の蛍光体粒子41の表面に紫外線が入射した
時には、反射による損失が大きく、紫外線の利用効率は
低いと考えられる(この点に関して、「久保田、波動光
学、岩波書店、1973年、11ページ」に、蛍光体粒
子の屈折率が2の場合、表面での紫外線の反射率が約1
1%になることが記載されている)。
ると、表面での紫外線の反射が防止される。更に、コー
ティング層42膜厚は上記数1で示す値に設定されてい
るため、コーティング層42の表面で反射される紫外線
と蛍光体粒子41の表面で反射される紫外線とが干渉し
て反射量は小さくなり、逆に蛍光体粒子41の中に入り
込む紫外線量は増大する(波動光学、岩波書店 197
3年、P.109参照)。従って、蛍光体粒子41の紫
外線利用率が向上する。なお、コーティング層42の膜
厚を上記数1式の値に設定したときには効果が大きい
が、上記数1式の値の近傍にあれば、ある程度の効果を
奏するものと考えられる。
くなり過ぎると、イオン衝突に対する信頼性は向上する
ものの、紫外線(147nm,173nm)の透過率が
低下する傾向を示す。従って、SiO2からなるコーテ
ィング層の場合、膜厚は200nm以下に設定するのが
好ましい。放電空間で発生する紫外線の波長が147n
mであって、コーティング層42がSiO2(屈折率n
=1.41)からなる場合、上記数1式を満たすコーテ
ィング層42の膜厚は、約26nm,78nm,130
nm,182nmとなる(上記数1式においてm=0,
1,2,3に相当)。
電子顕微鏡(SEM)あるいは透過電子顕微鏡(TE
M)を用いて行うことができる。なお、CRTの場合、
電子線が蛍光体粒子に10μm程度の深さまで進入する
のに対して、PDPの場合、紫外線が蛍光体中へ進入す
る度合は、ごく表面層(0.1μm以下)に限られてい
る。
層42を形成するには、硅酸カリ、硅酸エチルやケイフ
ッ化水素酸を加水分解することによって、蛍光体粒子4
1の表面にSiO2やSi(O・F)2を吸着させる方法
が有効である。このとき、膜厚は、反応温度や反応時間
等の条件によって変化するので、これらの条件を調整す
ることによって、所定の膜厚に調整することができる。
は、全体的な構成及び製法については実施の形態1のP
DPと同様であるが、蛍光体粒子の被覆処理において、
平均粒径20nm〜100nmの粒状物質を、粒子間に
紫外線が通過できる隙間を隔てて配設している点が異な
っている。
粒子50を示す概略断面図であって、蛍光体粒子51の
表面に、粒状物質52が、紫外線が通過できる隙間53
を隔てて島状に付着している。ここで、粒状物質52ど
うしの平均間隔dは10nm〜100nmに設定し、島
の平均高さhと平均間隔dとの比h/d(アスペクト
比)は、1/1〜4/1の範囲となるように設定するこ
とが好ましい。なお、島の間隔(島どうしが一番接近し
ているところの距離)や高さは、SEMで測定すること
ができる。
ンの衝突に耐えるものであれば良く、屈折率は特に限定
されない。粒状物質52の具体例としては、平均粒径2
0nm〜100nmのSiO2,TiO2,MgO,Al
2O3,ZrO2,In2O3,SnO2といった酸化物を挙
げることができる。このような被覆蛍光体粒子50は、
蛍光体粒子51と、粒状物質52とを、金属アルコキシ
ドのような結合剤と共に混合し、蛍光体粒子51の表面
に粒状物質52を付着させることによって作製すること
ができる。ここで、反応条件を変えることによって、平
均間隔dも変わるので、反応条件を調整することによっ
て、所定の平均間隔dに調整することができる。
って形成される島の平均高さhは、粒状物質52の平均
粒径とほぼ同等と見なすことができるので、用いる粒状
物質52の平均粒径に合わせて、アスペクト比h/dが
上記の範囲となるような反応条件を選択することが好ま
しい。このような構成の被覆蛍光体粒子50を用いるこ
とによって、粒状物質52がプラズマ中のイオンの衝突
から蛍光体粒子51を保護し、蛍光体層18の耐久性を
向上させることができる。
間53を多重反射しながら内部の蛍光体粒子51に到達
するので、紫外線の反射を防止し、紫外線の利用効率を
向上させることができる。このような効果は、アスペク
ト比h/dが上記の範囲にあり、平均間隔dが10nm
〜100nmにある場合は特に優れるものと考えられ
る。
は、全体的な構成及び製法については実施の形態1のP
DPと同様であるが、蛍光体粒子の表面に、有機金属化
合物の加水分解反応を急速に行なうことによって、蛍光
体表面上に金属酸化物を凹凸のある島状に配設する点が
異なっている。
l,Mg,Zr,Ti,In,Snなどの金属キレート
やアルコキシドが挙げられ、SiO2,TiO2,Al2
O3,MgO,ZrO2,In2O3,SnO2といった金
属酸化物が島状に生成される。図6は、本実施の形態に
かかる被覆蛍光体粒子60を示す概略断面図であって、
蛍光体粒子61の表面に、紫外線が通過できる隙間63
を隔てて、金属酸化物62が島状に形成されている。
2と同様、蛍光体粒子61の表面に島状に配設された金
属酸化物62が、プラズマ中のイオンから蛍光体粒子を
保護し、蛍光体層の耐久性を向上させる。一方、紫外線
は、金属酸化物62の島どうしの隙間63を多重反射し
ながら内部の蛍光体粒子に到達する。また、本実施形態
においても、反応条件を変えることによって、金属酸化
物62からなる島の平均間隔や平均高さを変えることが
できるので、反応条件を調整することによって、上述し
た適当な平均間隔及びアスペクト比に調整すればよい。
1に基づいて作製したものであって、隔壁17は、スク
リーン印刷をくりかえし行なった後焼成することによっ
て形成し、42インチのハイビジョンテレビ用のディス
プレイに合わせて、隔壁17の高さは0.15mm、隔
壁17の間隔(セルピッチ)は0.15mmに設定し
た。
の酸化鉛[PbO]と15重量%の酸化硼素[B2O3]
と10重量%の酸化硅素[SiO2]と有機バインダー
[α− ターピネオールに10%のエチルセルローズを
溶解したもの]とを混合してなる組成物を、スクリーン
印刷法で塗布した後、520℃で10分間焼成すること
によって形成し、その膜厚は20μmに設定した。
入圧力は、表1の各該当欄に示す条件に設定した。誘電
体ガラス層の保護層の形成方法については、No.1,
2では、熱CVD法で、Magnesium Dipivaloyl Methane
[Mg(C11H19O2)2]をソースとして用い、気化器
22の温度は125℃、ガラス基板27の加熱温度は3
50℃に設定し、Arガスの流量は1 l/分、酸素の流
量は2 l/分で、共に1分間流し、膜形成速度は1.0
μm/分に調整し、膜厚1.0μmのMgO層を形成し
た。
0mA)を照射しながらMgOを蒸着する方法で膜厚
1.0μmのMgO層を形成した。蛍光体粒子に対する
コーティング層の形成は、次のような方法で行った。N
o.1では、各色蛍光体粒子の粉末を、脱イオン水中に
投入し、超音波バス中において、約1時間分散させ、懸
濁液を作成し、次にこれに硅酸カリ[K2O・SiO2]
を1vol%添加し、硝酸バリウム[BaNO3]の水
溶液を添加しながら4時間スターラーで撹拌することに
よって、蛍光体粒子の表面上に非晶質のSiO2を厚さ
約28nmで吸着させた。その後、これを水洗し、脱
水、乾燥後、500℃で焼成することによって、蛍光体
粒子の表面に膜厚約25nmのSiO2層を形成した。
硅酸エチル[Si(O・C2H5)4]/エチルアルコー
ル/水/硝酸がモル比で2対45対12対0.26の割
合で混合された溶液中に投入し、超音波バスの中におい
て撹拌しながら約0.5時間反応させることによって、
蛍光体粒子の表面上に非晶質のSiO2を厚さ約78n
mで吸着させた。その後、これを水洗し、脱水、乾燥後
500℃で焼成することによって、蛍光体粒子の表面に
膜厚約76nmのSiO2層を形成した。
5モル%の硅酸エチル[Si(O・C2H5)4]と0.
02モル%のステアリン酸を含むノルマルヘキサン溶液
中に投入し、超音波バス中において1時間を分散させて
懸濁液を作り、これをスターラーで撹拌しながら10時
間反応を進めることによって、蛍光体粒子の表面に非晶
質のSiO2を厚さ約130nmで吸着させた。次に、
溶液から粒子を分離し、メタノールで洗浄後乾燥し、5
00℃で焼成することによって、蛍光体粒子の表面に膜
厚約127nmのSiO2層を形成した。
[H2SiF6]水溶液にシリカゲル[SiO2]を飽和
するまで添加し、次に、各色蛍光体粒子の粉末とホウ酸
(H3BO3)を少量加えながら超音波バス中で7時間撹
拌することによって、蛍光体粒子の表面に非晶質のSi
(O・F)2を吸着させた。次に、この溶液から粒子を
分離し、水洗後乾燥し600℃で焼成することによっ
て、蛍光体粒子の表面に膜厚約177nmのSi(O・
F)2層を形成した。
を、10%のエチルセルロースを含むα−ターピネオー
ルと混合し、三本ロールでスクリーン印刷用のペースト
とし、スクリーン印刷法で隔壁内に印刷し、500℃で
焼成することによって蛍光体層を形成した。 [比較例1]表1に示したNo.5のPDPは、蛍光体
粒子に被覆処理をしていない点と放電ガスの組成比率が
異なっている点以外は、実施例1のNo.1のPDPと
同様の構成である。
Pを用いて、放電維持電圧150V周波数30KHzで
放電させた時の紫外線の波長、パネル輝度、7000時
間駆動したときのパネル輝度の変化率及び放電維持電圧
の変化率(初期値に対する7000時間駆動後の値の変
化率)を測定した。
で紫外線の波長が147nmと記載されているのは、1
47nmを中心とするXeの共鳴線による励起波長が主
であることを示し、紫外線の波長が173nmと記載さ
れいるのは、173nmを中心とするXeの分子線励起
による波長が主であることを示している。
o.4のPDPは、No.5のPDPと比べて、パネル
輝度の初期値が高く、所定時間経過後のパネル輝度の変
化も少ない。これは、SiO2のコーティング層を、上
記数1式を満たす膜厚で、蛍光体粒子の表面に形成する
ことによって、蛍光体粒子への紫外線の吸収率が向上す
ると共に、蛍光体層の耐久性も向上することを示してい
る。
態2に基づいて作製したものである。これらのPDPの
構成は、蛍光体層以外は上記実施例1のNo.5のPD
Pと同様であって、10%のXeガスを含むヘリウムガ
ス(He)ガスを放電ガスとし、封入圧力は600To
rrである。また、蛍光体層の形成においても、スクリ
ーン印刷の方法は、実施例1のPDPと同様であって、
蛍光体粒子の被覆処理の形態だけが異なっている。
光体粒子の被覆処理の方法について説明する。No.6
では、平均粒径0.3μmの各色蛍光体粒子の粉末と、
平均粒径20nm(0.02μm)のSiO2粒子と
を、金属アルコキシドである硅酸エチル[Si(O・C
2H5)4]とエチルアルコール[C2H5OH](硅酸エ
チルとエチルアルコールの比、1対90)の溶液の中に
投入後、超音波バス中において、10分間撹拌しながら
良く混合させることによって、蛍光体粒子の表面上に平
均粒径20nmのSiO2粒子を紫外線が透過できる隙
間(平均間隔約10nm)をあけて付着させた。その
後、これを水洗し、脱水、乾燥後500℃で焼成するこ
とによって、蛍光体粒子の表面に島状にSiO2を配設
した。なお、硅酸エチルは、蛍光体粒子とSiO2粒子
を結合するカップリング剤としての役割を果している。
蛍光体粒子の粉末と、平均粒径50nm(0.05μ
m)のTiO2粒子を、硅酸メチル[Si(O・CH3)
4]とエチルアルコール(硅酸メチルとエチルアルコー
ルの比、1対90)の溶液の中に投入後、超音波バス中
において、10分間撹拌しながら良く混合させることに
よって、蛍光体粒子の表面上にTiO2粒子を紫外線が
透過できる隙間(平均間隔約30nm)をあけて付着さ
せた。その後、これを水洗し、脱水、乾燥後500℃で
焼成することによって、蛍光体粒子の表面にSiO2を
島状に配設した。No.8では、平均粒径1.5μmの
各色蛍光体粒子の粉末と、平均粒径80nm(0.08
μm)のAl2O3粒子を、硅酸メチル[Si(O・CH
3)4]とエチルアルコール(硅酸メチルとエチルアルコ
ールの比、1対90)の溶液の中に投入後、超音波バス
中において、10分間撹拌しながら良く混合させること
によって、蛍光体粒子の表面上に、平均粒径80nmの
Al2O3粒子を紫外線が通過できる隙間(平均間隔約8
0nm)をあけて付着させた。その後、これを水洗し、
脱水、乾燥後500℃で焼成することによって、蛍光体
粒子の表面に島状にAl2O3を配設した。
蛍光体粒子の粉末と、平均粒径100nm(0.1μ
m)のMgO粒子とを、硅酸エチル[Si(O・C
2H5)4]とエチルアルコール(硅酸エチルとエチルア
ルコールの比、1対90)の溶液の中に投入後、超音波
バス中において、10分間撹拌しながら良く混合させる
ことによって、蛍光体粒子の表面上に、平均粒径100
nmのMgO粒子を、紫外線が通過できる隙間(平均間
隔約100nm)を隔てて付着させた。その後、これを
水洗し、脱水、乾燥後500℃で焼成することによっ
て、蛍光体粒子の表面に島状にMgOを配設した。
る金属酸化物粒子の種類と平均粒径を変えて、蛍光体粒
子の表面に紫外線が通過できる隙間を隔てて金属酸化物
粒子を島状に配設した。以上のように表面に金属酸化物
粒子を島状に配設した蛍光体粒子を用いて、上記実施例
1と同様の方法でスクリーン印刷法で蛍光体層を形成し
た。
は、比較例のNo.5のPDPと同様の構成である。 [実験2]上記No.6〜No.13のPDPを用い
て、放電維持電圧150V周波数30KHzで放電させ
た時の紫外線の波長を測定したところ、173nmを中
心とするXeの分子線による励起波長が主であった。ま
た、パネル輝度、7000時間駆動したときのパネル輝
度の変化率及び放電維持電圧の変化率(初期値に対する
7000時間駆動後の値の変化率)を測定した。その測
定結果は表2に示されている。
o.12のPDPは、No.13のPDPと比べて、パ
ネル輝度(初期値)が高く、所定時間経過後のパネル輝
度の変化(劣化)も少ない。これは、蛍光体粒子の表面
に、紫外線が通過できる隙間を隔てて、金属酸化物粒子
を島状に配設することによって、蛍光体粒子への紫外線
の吸収率が向上すると共に、蛍光体層の耐久性も向上す
ることを示している。
形態3に基づいて作製したものである。これらのPDP
の構成は、蛍光体層以外は上記実施例1のNo.15の
PDPと同様であって、10%のXeガスを含むヘリウ
ムガス(He)ガスを放電ガスとし、封入圧力は600
Torrである。また、蛍光体層の形成においても、ス
クリーン印刷の方法は実施例1のPDPと同様であっ
て、蛍光体粒子の被覆処理の形態だけが異なっている。
る蛍光体粒子の被覆処理の方法について説明する。N
o.14では、平均粒径2.5μmの各色蛍光体粒子の
粉末を、硅酸エチル[Si(O・C2H5)4]とエチル
アルコール[C2H5OH],水,硝酸がモル比で10対
50対5対1の割合で混合された溶液中に投入し、40
℃に加熱した超音波バス中において撹拌しながら約10
分間反応させることによって、蛍光体粒子の表面上に平
均高さ22nmで島状にSiO2を析出させた。その
後、これを水洗し、脱水、乾燥後500℃で焼成するこ
とによって、蛍光体粒子の表面に、島状にSiO2を形
成した(島の平均間隔10nm,平均高さ約20n
m)。No.15〜22では、コーティング材料(有機
金属化合物の種類)、有機金属,アルコール,水,硝酸
のモル比、反応時間等を変えて、これと同様に蛍光体粒
子の表面に金属酸化物を島状に析出させた。
配設した蛍光体粒子を用いて、上記実施例1と同様の方
法でスクリーン印刷法で蛍光体層を形成した。 [実験3]作製したNo.14〜No.22のPDPを
用いて、放電維持電圧150V周波数30KHzで放電
させた時の紫外線の波長を測定したところ、173nm
を中心とするXeの分子線による励起波長が主であっ
た。また、実験2と同じ条件でパネル輝度、パネル輝度
の変化率及び放電維持電圧の変化率を測定した。その測
定結果は表3に示されている。
のデータとから明らかなように、No.14〜No.2
2のPDPは、No.13のPDPと比べて、パネル輝
度(初期値)が高く、所定時間経過後のパネル輝度の変
化(劣化)も少ない。これは、蛍光体粒子の表面に、紫
外線が通過できる隙間を隔てて、金属酸化物を島状に付
着させることによって、蛍光体粒子への紫外線の吸収率
が向上すると共に、蛍光体層の耐久性も向上することを
示している。
放電型PDPについて説明したが、本発明は、これに限
らず、直流型のPDPにおいても適用できる。
では、蛍光体層を構成する蛍光体粒子の表面に、蛍光体
粒子の屈折率より低い屈折率のコーティング層を設け、
コーティング層の膜厚を、放電空間で発生する紫外線の
蛍光体粒子への透過率を、非コーティングの場合よりも
増大させるように設定したり、あるいは、蛍光体層を構
成する蛍光体粒子の表面に、突状物を、紫外線が通過で
きる隙間を隔てて島状に配することによって、コーティ
ング層や突状物が、プラズマ中のイオンの衝突から蛍光
体粒子を保護し、蛍光体層の耐久性を向上させる。ま
た、蛍光体粒子に取り込まれる紫外線量が増え、紫外線
の利用効率が向上するので、輝度を向上させることがで
きる。
Pの概略断面図である。
CVD装置の概略図である。
イオンビーム照射装置の概略図である。
略断面図である。
略断面図である。
略断面図である。
図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 一対の平行に配されたプレートの間に、
電極及び蛍光体層が配設されガス媒体が封入された放電
空間が形成され、電極による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、 前記蛍光体層を構成する蛍光体粒子の表面には、当該蛍
光体粒子の屈折率より低い屈折率を持つコーティング層
が設けられ、 当該コーティング層は、 放電空間で発生する紫外線の蛍光体粒子への透過率を、
非コーティングの場合よりも増大させるような膜厚に設
定されていることを特徴とするプラズマディスプレイパ
ネル。 - 【請求項2】前記コーティング層の膜厚は、 数1式で表される値に設定されていることを特徴とする
プラズマディスプレイパネル。 【数1】 (但し、λは放電空間で発生する紫外線の波長、nはコ
ーティング層の屈折率、mは0,1,2,3) - 【請求項3】 前記コーティング層は、 SiO2あるいはSi(O・F)2からなることを特徴と
する請求項1記載のプラズマディスプレイパネル。 - 【請求項4】 一対の平行に配されたプレートの間に、
電極及び蛍光体層が配設されガス媒体が封入された放電
空間が形成され、電極による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、 前記蛍光体層を構成する蛍光体粒子の表面には、 紫外線が通過できる隙間を隔てて、突状物が島状に配さ
れていることを特徴とするプラズマディスプレイパネ
ル。 - 【請求項5】 前記突状物は、 平均粒径20nm〜100nmの粒状物質からなること
を特徴とする請求項4記載のプラズマディスプレイパネ
ル。 - 【請求項6】 前記粒状物質は、 SiO2,Al2O3,MgO,ZrO2,TiO2,In2
O3,SnO2及びこれらの混合物からなる群から選択さ
れたものからなることを特徴とする請求項5記載のプラ
ズマディスプレイパネル。 - 【請求項7】 前記突状物は、 有機金属化合物の加水分解反応によって形成された金属
酸化物からなることを特徴とする請求項4記載のプラズ
マディスプレイパネル。 - 【請求項8】 蛍光体粒子と平均粒径20nm〜100
nmの粒状物とを、結合剤を含む溶液中で撹拌すること
によって、前記蛍光体粒子の表面に、前記粒状物を、紫
外線が通過できる隙間を隔てて配設するステップを備え
ることを特徴とするプラズマディスプレイパネル用の蛍
光体の製造方法。 - 【請求項9】 蛍光体粒子を、有機金属化合物を含む溶
液中で撹拌し、加水分解反応することによって、前記蛍
光体粒子の表面に金属酸化物を、紫外線が通過できる隙
間を隔てて島状に配設するステップを備えることを特徴
とするプラズマディスプレイパネル用蛍光体の製造方
法。
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