KR100796880B1 - 형광체 및 이를 이용한 표시 장치 및 광원 - Google Patents

형광체 및 이를 이용한 표시 장치 및 광원

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Abstract

100 nm 내지 400 nm의 자외선을 주성분으로 하는 여기광하에서 가시 발광하고, 다음의 조성식
(Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl2O3
(단, M은 Eu, Tm, Lu, Mn 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소임.
0<a≤0.01, 0<b≤0.01, 0.01≤c≤0.3
0≤x≤2.2, 4.0≤y≤12.0)
으로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 형광체, 및 이를 이용한 표시 장치 및 광원을 제공한다.

Description

형광체 및 이를 이용한 표시 장치 및 광원{PHOSPHOR AND DISPLAY DEVICE OR LIGHT SOURCE USING THE SAME}
본 발명은 플라즈마 방전하는 표시 패널을 갖는 방송 수신기, 컴퓨터 기기 등의 표시 장치(표시 패널 자체를 포함함) 및 액정 디스플레이의 배면광 등의 형광 램프를 갖는 광원에 관한 것이다.
최근, 플라즈마 방전하는 표시 패널인 플라즈마 디스플레이 패널(이하, 단순히 PDP라고 함)을 이용한 방송 수신기, 컴퓨터 기기 등의 표시 장치가 양산화되고 있다.
PDP는 희석 가스를 포함하는 미소 방전 공간에서의 마이너스 글로우(glow) 영역에서 발생되는 단파장 자외선(희석 가스로서 크세논을 이용한 경우는 그 공명선은 147 nm 또는 172 nm에 있음)을 여기원으로 하여 방전 공간내에 배치한 형광체를 발광시켜 칼라 표시를 행하는 것이다.
PDP에서는 형광체의 여기원으로서 수은 증기 공명선 253.7 nm 보다 파장이 짧은 희석 가스의 공명선 등을 이용하고, 그 단파장 한계는 헬륨의 공명선 58.4 nm이다.
PDP의 가스 방전셀의 구조는, 예를 들어 "칼라 PDP 기술과 재료/가부시끼가이샤 씨엠씨 발행"에 기재되어 있는 바와 같은 것이며, 대표적인 구조를 도7에 도시한다.
도7은 일반적인 면방전형 칼라 플라즈마 디스플레이 장치(PDP)의 구성을 도시한 분해 사시도이다. 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각 형광체층(24, 25, 26)이 형성된 배면 기판(20)과 유리 기판으로 이루어지는 전방면 기판(10)이 접합되어 일체화되어 있다.
전방면 기판(10)은 배면 기판(20)과의 대향면 상에 일정한 거리를 두고 평행하게 형성된 한 쌍의 표시 전극(11, 12)을 갖고 있다. 이 표시 전극(11, 12)은 투명 전극이다. 표시 전극(11, 12)의 도전성을 보충하기 위해서 불투명한 버스 전극(13, 14)이 이것과 나란히 배치되게 설치되어 있다.
또, 표시 전극(11, 12) 및 버스 전극(13, 14)은 유전체층(15)에 의해 피복되고, 이 유전체층(15)은 산화 마그네슘(MgO)으로 이루어지는 보호막(16)에 의해 피복되어 있다.
산화 마그네슘(MgO)은 내스퍼터성 및 2차 전자 방출 계수가 높기 때문에, AC 구동을 위한 유전체층(15)을 보호하고, 방전 개시 전압을 저하시키는 작용을 한다.
배면 기판(20)은 전방면 기판(10)과의 대향면 상에, 전방면 기판(10)의 표시 전극(11, 12)군에 직교하는 어드레스 전극(21)으로 이루어지는 전극군을 갖고, 이 어드레스 전극(21)은 유전체층(22)에 의해 피복되어 있다. 이 유전체층(22) 상에는 방전의 확산을 방지(방전 영역을 규정)하기 위해서 어드레스 전극(21) 사이를 구획하는 격벽(리브)(23)이 설치되어 있다. 격벽(23)은 저융점 유리로 구성되고, 간격, 높이, 측벽 형상 등은 모두 동일한 형상으로 형성된다.
이 격벽(23) 사이의 홈면을 피복하는 형태로 적색, 녹색, 청색으로 발광되는 각 형광체층(24, 25, 26)이 순차적으로 줄무늬형으로 도포되어 있다. 이들 각 형광체층(24, 25, 26)은 형광체 입자와 비이클을 섞어 형광체 페이스트로 하고, 배면 기판(20)에 어드레스 전극(21), 유전체층(22) 및 격벽(23)을 형성한 후, 스크린 인쇄 등의 방법으로 형성하며, 소성에 의해 휘발 성분을 제거시켜 형성한다.
전방면 기판(10)과 배면 기판(20) 사이의 방전 공간에는 도7에는 도시되어 있지 않지만, 방전 가스(예를 들어, 헬륨, 네온, 크세논 등의 혼합 가스)가 봉입되어 있다.
이 PDP에서는 표시 전극(11, 12)의 한 쪽, 예를 들어 표시 전극(12)과 어드레스 전극(21)에 의해 방전셀(단위 발광 영역 또는 방전 스폿)을 선택하고, 표시 전극(11, 12) 사이의 유지 방전에 의해 선택된 방전셀에서 가스 방전을 반복 실행시킨다.
가스 방전에 의해서 발생하는 진공 자외선에 의해 그 영역의 형광체층이 여기되어 가시 발광이 얻어지고, 그리고 3원색에 대응하는 적색, 녹색, 청색의 각 형광체층(24, 25, 26)을 갖는 단위 발광 영역의 발광량의 조합으로 칼라 표시가 얻어진다.
칼라 PDP의 휘도는 매년 향상되어 현재 400 cd/㎡ 정도까지 향상되었다. 그러나, 직시형 음극선관 칼라 텔레비젼의 휘도(피크 휘도 600 내지 1000 cd/㎡)에 비하면 PDP의 휘도는 여전히 낮으며, 보다 나은 PDP의 고성능화가 강하게 요구되고 있다.
본 발명의 목적은, 고성능의 PDP를 실현할 수 있는 녹색, 청색 발광체 및 형광막을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 고성능의 형광 램프를 갖는 광원을 제공하는 데 있다.
상기 목적은, 100 nm 내지 400 nm의 자외선을 주성분으로 하는 여기광하에서 가시 발광하고, 다음의 조성식, 즉 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl 2O3로 나타내어지고, 또 M은 Eu, Tm, Lu, Mn 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소이며, 조성이 0<a≤0.01, 0<b≤0.01, 0.01≤c≤0.3, 0≤x≤2.2, 4.0≤y≤12.0의 범위에 있는 형광체를 PDP 또는 형광 램프에 적용함으로써 달성할 수 있다.
그리고, 상기 형광체 조성에 불순물로서 원소 A군(Ce, Tb, Pr, Gd) 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소가 첨가되어 있는 다음의 조성식으로 나타내어지는 형광체 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·y5Al2O3 :A, 또는 불순물로서 원소 B군(La, Y, Sc, Ga, Si) 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소가 첨가되어 있는 다음의 조성식으로 나타내어지는 형광체 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·y5Al 2O3:B, 및 원소 A군 및 B군이 동시에 첨가되어 있는 다음의 조성식으로 나타내어지는 형광체 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·y5Al2O3:A,B를 적용하는 것으로도 상기 목적을 달성할 수 있다.
PDP 고성능화는 형광체를 여기하는 진공 자외선을 발생시키기 위한 방전 효율과, 그 진공 자외선을 받은 형광체의 가시광을 발생시키는 발광 효율 등을 향상시킴으로써 실현할 수 있다.
그래서, 100 nm 내지 400 nm의 자외선을 주성분으로 하는 여기광하에서 청색 발광을 제공하는 조성식 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl2 O3, (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO ·yAl2O3:A, (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl 2O3:B, 또는 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO· yAl2O3:A,B(단, M은 Eu, Tm, Lu, Mn 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소이다. 또한 a, b 및 c는 각각 0<a≤0.01, 0<b≤0.01, 0.01≤c≤0.3이다. 그리고, x 및 y는 각각 0≤x≤2.2, 4.0≤y≤12.0이다.)로 나타내어지는 여러가지 청색, 녹색 형광체를 시작(試作)하고, PDP 내에서 형광체를 여기하는 진공 자외선에 대한 발광 성능을 평가했다. 그 결과, 상기 조성식 중의 A에는 Ce, Tb, Pr, Gd 등의 희토류 원소가, 그리고 상기 조성식 중의 B에는 La, Y, Sc, Ga, Si 등의 원소가 유효하다는 것을 발견했다. 이에 의해, 종래의 Zn2SiO4:Mn 녹색 형광체 및 BaMgAl10O 17:Eu 청색 형광체보다 높은 발광 휘도를 얻을 수 있다는 것을 발견했다.
또한, 조성식 중의 A에는 Ce, Tb, Pr, Gd 등의 희토류 원소가 유효하고, 그 첨가 농도는 0.0001 내지 1 wt%(첨가량은 고주파 유도 결합 플라즈마 질량 분석 : ICP-MS 분석에 의한 측정치) 범위가 양호함을 알 수 있었다. 그리고, 조성식 중의 B에는 La, Y, Sc, Ga, Si 등의 원소가 유효하고, 그 첨가 농도는 0.0001 내지 5 wt%(첨가량은 ICP-MS 분석에 의한 측정치) 범위가 양호하다는 것을 발견했다. 이 때의 시료는 적량의 형광체 분체 시료를 Na2CO3와 H3BO3로 융해시킨 후에 HCl로 용해시켜 ICP-MS 분석을 행하였다.
또, 청색 형광체를 디바이스 적용했을 때의 휘도 수명을 결정하는 요인으로서 형광체 내의 트랩 농도가 있다. 그래서, 플라즈마 디스플레이에 장착한 모든 형광체를 박리하여 열발광법에 의한 트랩 평가를 행하였다. 트랩 평가는 종래부터 잘 알려져 있는 열발광법(글로우법)으로 행하였다. 여기서는 PDP 패널로부터 박리한 형광체를 시료(제작 방법 기재요)로서 이용했다. 완성 패널 내의 형광체는 패널 분해후에 임의의 크기로 절단한 배면 기판(20)을 순수(純水)속에서 초음파 세정을 행하여 배면 기판(20)으로부터 박리했다. 또 다른 박리 방법으로서는, 브러시형의 지그에 의해 배면 기판(20)으로부터 형광체만을 박리하는 것도 가능하다. 이와 같이 하여 채취한 형광체 가루를 금속제 기판상에 눌러 굳히거나, 또는 침강 도포법 등에 의해 기판상에 형광막을 형성하여 충분히 건조시킨 후에 열발광법의 측정 시료로 했다. 여기서 중요한 점은 형광체 가루와 기판의 열전도의 확보이다. 다음에, 이 시료를 진공 챔버 내에 부착하여 액체 질소 온도까지 냉각시킨 후 진공 자외광을 약 1시간 조사후, 일정한 승온 속도(6 K/s 정도)로 샘플 온도를 상승시키면서 청색 발광만의 신호 강도를 측정했다. 여기서는 도시바에서 제조한 유리 필터 B-46형(밴드 패스 필터로 중심 파장이 450 nm 내지 460 nm임)을 이용했다. 이 측정을 통해 얻어진 열발광 스펙트럼에 있어서, 고온 영역의 신호 강도(열발광법으로 측정한 300 K 내지 600 K에 나타나는 신호 강도)의, 저온 영역의 신호 강도(열발광법으로 측정한 100 K 내지 200 K에 나타나는 신호 강도)에 대한 열발광 강도비가 1 이하인 형광체에서 플라즈마 디스플레이 패널상에서의 휘도 특성도 안정함을 알 수 있었다.
상기 열발광 스펙트럼의 측정으로부터, 본 발명에 의한 형광체로 휘도 수명의 개선이 현저하며, 열발광 스펙트럼의 형상도 개선되고 있는 것이 확인되었다.
또한, 본 발명에 의한 형광체는 형광 램프에도 적용할 수 있는 것을 확인했다.
형광 램프(관형, 평면형)에서는 형광체의 여기원으로서 상기 PDP와 동일한 희석 가스 공명선을 이용하는 경우, Hg 증기의 방전 발광을 이용하는 경우 또는 이들 2개를 공존시키는 경우도 있다. 그리고, 형광 램프에서는 적색, 녹색, 청색의 형광체를 구분하여 도포하지 않고, 적당한 백색을 얻기 위해서 수종의 형광체를 혼합하여 램프 내에 부착 형성한다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
<제1 실시예>
본 실시예에서는 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·MgO·5Al2O 3 청색 형광체의 Ba를 치환하는 Ca, Sr의 치환량 a, b를 0<a≤0.01, 0<b≤0.01의 범위에서 변화시켰다.
청색 형광체인 Ba의 일부를 Ca, Sr로 치환하고, 발광 센터가 되는 M으로서 Eu, Tm, Lu를 이용한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·MgO·5Al2 O3를 청색 형광체로 이용했다. 여기서는 Ba를 치환하는 Ca, Sr의 치환량을 각각 a, b로 하고, 그 농도 범위로서 0<a≤0.01, 0<b≤0.01의 사이를 검토했다. 그리고, 발광 센터 M의 농도 c는 Eu, Tm, Lu의 합산 농도로서 0.1로 하고, 표기는 Eu만으로 했다. 그 결과를 표1에 정리하여 나타낸다. 시료 번호 1 내지 5 및 10은 Ca와 Sr의 비를 일정하게 한 경우이고, 시료 번호 6 내지 9는 그 비가 다른 경우이다.
형광체의 합성은 표1에 나타낸 조성식에 맞추어 각 출발 원료를 칭량(秤量)하고, 이들을 충분히 분쇄, 혼합한 후에 도가니에 넣어 공기중에서 1500 ℃로 2시간 소성한 후, 다시 1300 ℃로 2시간 소성을 행하였다. 이용한 원료는 BaCO3, CaCO3, SrCO3, Eu2O3, Tm2O3, Lu2 O3, MgCO3, Al2O3 등이다. 얻어진 소성물을 충분히 분산시킨 후, 분체 발광 강도 및 PDP에의 장착 시험을 실시했다.
또한, 여기서 사용한 원료 조성물 이외의 원료 화합물을 이용해도 동일한 실험을 실시하는 것은 가능하다. 또, 본 재료계의 형광체는 다양한 합성 순서에 의해 제작할 수 있으며, 본 발명이 여기에 제시하는 합성 방법으로 한정되는 것은 아니다.
각 분체의 발광 성능은 시료 기판에 분체를 충전한 후 진공조에 설치하고, 진공 자외광(140 nm 내지 180 nm)을 조사하여 그 때의 발광 강도와 발광 스펙트럼 등을 측정했다. 측정에 사용한 진공 자외광은 중수소 램프를 이용하여 취출했다. 이 때의 각 분체의 발광색은 모두 청색 발광을 나타내었다.
도1은 제1 실시예의 플라즈마 디스플레이 장치인 면방전형 칼라 PDP의 구성을 도시한 분해 사시도이고, 도2는 PDP의 1화소분의 구성을 도시한 단면도이다. 본 실시예의 PDP의 구성은 도7에 도시한 PDP와 대략 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다. 단, 형광체층(26)에는 본 발명의 기본 조성인 희토류 원소 유로퓸(Eu)을 발광 센터로 하여 부활(付活)시킨 알루민 산화합물 형광체를 청색 형광체로 사용하고 있다. 또, 도2에서는 전방면 기판(10)측을 ±90 °회전시켜 도시하고 있다.
면방전형 칼라 PDP의 PDP에서는, 예를 들어 표시 전극(12)(일반적으로 주사 전극이라고 함)에 마이너스 전압을, 어드레스 전극(21)과 표시 전극(11)에 플러스 전압[표시 전극(12)에 인가되는 전압에 비해 플러스 전압]을 인가함으로써 방전이 발생하고, 이에 의해 표시 전극(11, 12) 사이에서 방전을 개시하기 위한 보조가 되는 벽전하가 형성된다(이를 기록이라고 함). 이 상태에서 표시 전극(11, 12) 사이에 적당한 반대 전압을 인가하면, 유전체(15) 및 보호층(16)을 거쳐서 양전극 사이의 방전 공간에서 방전이 발생한다. 이 방전의 종료후, 표시 전극(11, 12)에 인가하는 전압의 극성을 반대로 하면, 새로운 방전이 발생하고 종료된다. 이를 반복함으로써 계속적으로 펄스 방전이 발생한다(이를 유지 방전 또는 표시 방전이라고 함).
본 실시예의 PDP는, 배면 기판(20) 상에 은 등으로 구성되어 있는 어드레스 전극(21)과, 유리계 재료로 구성되는 유전체층(22)을 형성한 후, 마찬가지로 유리계 재료로 구성되는 격벽재를 두꺼운 막으로 인쇄하고, 블라스트 마스크를 이용하여 블라스트를 제거하여 격벽(23)을 형성한다. 다음에, 이 격벽(23) 상에 적색, 녹색, 청색의 각 형광체층(24, 25, 26)을 해당하는 격벽(23) 사이의 홈면을 피복하는 형태로 순차적으로 줄무늬형으로 형성한다.
여기서, 각 형광체층(24, 25, 26)은 적색, 녹색, 청색에 대응시키고, 적색 형광체 입자 40 중량부(비이클 60 중량부), 녹색 형광체 입자 30 중량부(비이클 56 중량부), 청색 형광체 입자 30 중량부(비이클 70 중량부)로 하고, 각각 비이클과 섞어서 형광체 페이스트로 하며, 스크린 인쇄에 의해 도포한 후, 건조 및 소성 공정에 의해 형광체 페이스트 내의 휘발 성분의 증발과 유기물의 연소 제거를 행하여 형성한다. 또한, 본 실시예에서 이용한 형광체층은 중앙 입경이 3 ㎛인 각 형광체 입자로 구성되어 있다. 여기서 이용한 각 형광체의 재료는, 적색 형광체는 (Y, Gd)BO3:Eu이고, 녹색 형광체는 Zn2SiO4:Mn 형광체이며, 청색 형광체는 BaMgAl 10O17:Eu를 기본 조성으로 하는 본 발명에 의한 형광체이다.
다음에, 표시 전극(11, 12), 버스 전극(13, 14), 유전체층(15), 보호층(16)을 형성한 전방면 기판(10)과 배면 기판(20)을 프릿 밀봉 부착하고, 패널 내부를 진공 배기한 후 방전 가스를 주입하고 밀봉한다. 본 실시예의 PDP는 그 크기가 42 와이드형, 화소수 VGA 상당(852×480)이고, 1화소의 피치가 360 ㎛ × 1080 ㎛이다. 또, 본 발명이 적용 가능한 PDP의 크기는 특별히 한정되는 것은 아니며, 다양한 화면 크기(15 내지 100 인치 정도), 해상도, 화소 크기 등 PDP의 크기를 결정하는 매개 변수에 관계없이 적용할 수 있다.
또, PDP에의 장착 시험은 상기의 각 청색 형광체(시료 번호 1 내지 10)와 적색, 녹색 형광체를 이용하고, 적색 형광체층(24), 녹색 형광체층(25), 청색 형광체층(26)에 각각의 형광체를 충전한 플라즈마 디스플레이 장치를 제작하여, 발광 휘도 및 색도점(色度点)을 조사했다. 여기서는 Ca, Sr을 첨가하지 않은 청색 형광체 (Ba0.9Eu0.1)O·MgO·5Al2O3를 제1 비교예로서 제작하고, 이 플라즈마 디스플레이 장치의 청색 표시의 발광 휘도를 100으로 하고, 본 실시예에 있어서의 각 플라즈마 디스플레이 장치의 청색 표시에서의 발광 휘도를 상대치로 나타내었다.
시료 번호 1 내지 10 및 제1 비교예의 평가 결과를 표1에 정리하여 나타내었다. 시료 번호 1 내지 5 및 10의 Ca와 Sr의 비를 일정하게 한 경우에서는 0.001 부근이 최대가 되고, 0.01 이상에서는 발광 강도가 저하되었다. 시료 번호 6 내지 9의 비가 다른 경우에서는 어떠한 경우도 제1 비교예보다 발광 강도의 증가가 확인되었다. Ca, Sr을 동시에 첨가한 본 발명에 따른 시료 번호 1 내지 9까지의 청색 형광체에서는 Ca, Sr을 첨가하지 않은 제1 비교예에 비해 분체 발광 강도, PDP 발광 강도 모두 양호한 성능을 나타내었다.
이들 결과로부터, 본 실시예에서 검토한 Ba의 일부를 Ca, Sr로 치환하고, 발광 센터가 되는 M으로서 Eu, Tm, Lu를 이용한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc )O·MgO·5Al2O3 청색 형광체에서는 Ba를 치환하는 Ca, Sr의 치환량을 각각 a, b로 하고, 그 농도 범위로서 0<a≤0.01, 0<b≤0.01에서 비교적 양호하고, 특히 0<a≤0.005, 0<b≤0.005 사이에서 양호한 발광 특성을 나타내었다.
또한, 본 실시예에서는 청색 형광체를 제외한 형광체 재료에 대해서는 적색 형광체를 (Y, Gd)BO3:Eu, 녹색 형광체를 Zn2SiO4:Mn인 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 상기 이외의 형광체 재료 및 상기 이외의 형광체 재료의 조합에도 적용 가능하고, 또한 다양한 입자 직경, 크기에 대해서도 공통으로 적용 가능하다.
<제2 실시예>
본 실시예에서는 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·MgO·5Al2O 3 청색 형광체의 발광 센터 M의 농도 c에 대하여, Eu, Tm, Lu의 합산 농도로서 0.01≤c≤0.4의 범위를 검토했다. 표2에 나타낸 시료 번호 11 내지 20이 그 조성식이다.
청색 형광체로서 BaMgAl10O17:Eu를 기본 조성으로 하고, Ba의 일부를 Ca, Sr로 치환하며, 발광 센터가 되는 M으로서 Eu, Tm, Lu를 이용한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·MgO·5Al2O3를 청색 형광체로 이용했다. 여기서는 발광 센터 M의 농도 c는 Eu, Tm, Lu의 합산 농도로서 0.01≤c≤0.4의 범위를 검토했다. 단, 표기는 Eu만으로 했다. 또한, Ba를 치환하는 Ca, Sr의 치환량은 각각 0<a≤0.005, 0<b≤0.005 사이로 했다.
형광체의 합성법 및 평가법은 제1 실시예에 기재한 방법과 동일하다. 이 때의 각 분체의 발광색도 모두 청색 발광을 나타내었다. 또한, PDP에의 장착 시험도 제1 실시예에 기재한 순서로 행하였다.
시료 번호 11 내지 20 및 제1 비교예의 평가 결과를 표2에 정리하여 나타내었다. Ca, Sr을 동시에 첨가한 본 발명에 따른 형광체에 있어서의 발광 센터 농도의 영향을 조사했다. 시료 번호 11 내지 20까지의 청색 형광체에서는 Ca, Sr을 첨가하지 않은 제1 비교예에 비해 모두 분체 발광 강도가 증대하고 있었다. 단, 발광 센터 농도가 0.4인 시료 번호 16에서는 PDP 발광 강도가 저하되었다. 또한, 시료 번호 20에서는 분체 발광 강도 및 PDP 발광 강도 모두 저하되었다.
이들 결과로부터, 본 실시예에서 검토한 Ba의 일부를 Ca, Sr로 치환하고, 발광 센터가 되는 M으로서 Eu, Tm, Lu를 이용한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc )O·MgO·5Al2O3 청색 형광체에서는 발광 센터가 되는 M(Eu, Tm, Lu)의 농도 c가 0.01≤c≤0.3의 범위에서 양호한 발광 특성을 나타냄을 알 수 있었다.
또한, 본 실시예에서는 청색 형광체를 제외한 형광체 재료에 대해서는 제1 실시예와 마찬가지로 적색 형광체를 (Y,Gd)BO3:Eu, 녹색 형광체를 Zn2SiO4:Mn인 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 상기 이외의 형광체 재료 및 상기 이외의 형광체 재료의 조합에도 적용 가능하고, 또한 다양한 입자 직경, 크기에 대해서도 공통으로 적용 가능하다.
<제3 실시예>
본 실시예에서는 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl2O 3 청색 형광체의 MgO의 조성비 x와 Al2O3의 조성비 y에 대하여 검토했다. 표3에 나타낸 시료 번호 21 내지 25가 MgO의 조성비가 1 이하인 경우이고, 시료 번호 26 내지 30이 1 이상인 경우이다.
여기서는 Ba의 일부를 Ca, Sr로 치환하고, 발광 센터가 되는 M으로서 Eu, Tm, Lu를 이용한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl2O 3 청색 형광체를 이용했다. 조성식 중의 Ba 사이트 조성을 1로 했을 때의 MgO의 조성비 x와 Al2O3의 조성비 y에 대하여 각각 0≤x≤2.2, 4≤y≤8.8의 범위를 검토했다. 또한, Ba를 치환하는 Ca, Sr의 치환량은 각각 0<a≤0.005, 0<b≤0.005 사이로 했다. 각 청색 형광체의 조성식 및 평가 결과를 표3에 정리하여 나타낸다.
형광체의 합성법 및 평가법은 제1 실시예에 기재한 방법과 동일하다.
시료 번호 21 내지 30 및 제2 비교예의 평가 결과를 표3에 정리하여 나타내었다. Ca, Sr을 동시에 첨가한 본 발명에 따른 형광체에 있어서의 Mgo의 조성비 x와 Al2O3의 조성비 y의 영향을 조사했다. 시료 번호 21 내지 30까지의 청색 형광체에서는 Ca, Sr을 첨가하지 않은 제2 비교예에 비해 모두 분체 발광 강도가 증대되었다.
이들 형광체(시료 번호 21 내지 30)를 이용한 PDP 장착 시험에서는 분체 발광 강도의 평가 결과와 대략 동일한 결과가 확인되었다.
이들 결과로부터, 본 실시예에서 검토한 Ba의 일부를 Ca, Sr로 치환하고, 발광 센터가 되는 M으로서 Eu, Tm, Lu를 이용한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc )O·xMgO·yAl2O3 청색 형광체에서는 조성식 중의 Ba 조성(치환 원자 성분을 포함함)을 1로 했을 때의 MgO의 조성비 x와 Al2O3의 조성비 y가 각각 0≤x≤2.2, 4≤y≤8.8의 범위에서 양호한 발광 특성을 나타냄을 알 수 있었다.
또한, 본 실시예에서는 청색 형광체를 제외한 형광체 재료에 대해서는 제1 실시예과 마찬가지로 적색 형광체를 (Y,Gd)BO3:Eu, 녹색 형광체를 Zn2SiO4:Mn인 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 상기 이외의 형광체 재료 및 상기 이외의 형광체 재료의 조합에도 적용 가능하고, 또한 다양한 입자 직경, 크기에 대해서도 공통으로 적용 가능하다.
<제4 실시예>
본 실시예에서는 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl2O 3 녹색 형광체의 MgO의 조성비 x와 Al2O3의 조성비 y에 대하여 검토했다. 표4에 나타낸 시료 번호 31 내지 34에서는 MgO의 조성비가 1 이하인 경우이다.
여기서는 Ba의 일부를 Ca, Sr로 치환하고, 발광 센터가 되는 M으로서 Eu, Tm, Lu 또는 Mn을 이용한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl 2O3 녹색 형광체를 이용했다. Eu와 Mn을 동시에 첨가한 경우(시료 번호 31)에도 Mn의 발광이 강해 녹색 발광을 나타내었다. 조성식 중의 Ba 사이트 조성을 1로 했을 때의 MgO의 조성비 x와 Al2O3의 조성비 y에 대하여 각각 0≤x≤1, 6≤y≤12.0의 범위를 검토했다. 또한, Ba를 치환하는 Ca, Sr의 치환량은 각각 0<a≤0.005, 0<b≤0.005 사이로 했다.
형광체의 합성법 및 평가법은 제1 실시예에 기재한 방법과 동일하다.
시료 번호 31 내지 34 및 제3 비교예의 평가 결과를 표4에 정리하여 나타내었다. Ca, Sr을 동시에 첨가한 본 발명에 따른 형광체에 있어서의 MgO의 조성비 x와 Al2O3의 조성비 y의 영향을 조사했다. 시료 번호 31 내지 34까지의 녹색 형광체에서는 Ca, Sr을 첨가하지 않은 제3 비교예에 비해 모두 분체 발광 강도가 증대되었다.
이들 형광체(시료 번호 31 내지 34)를 이용한 PDP 장착 시험에서는 분체 발광 강도의 평가 결과와 대략 동일한 결과가 확인되었다.
이들 결과로부터, 본 실시예에서 검토한 Ba의 일부를 Ca, Sr로 치환하고, 발광 센터가 되는 M으로서 Eu, Tm, Lu 또는 Mn을 이용한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl2O3 녹색 형광체에서는 조성식 중의 Ba 조성(치환 원자 성분을 포함함)을 1로 했을 때의 MgO의 조성비 x와 Al2O3의 조성비 y가 각각 0≤x≤1, 6≤y≤12.0의 범위에서 양호한 발광 특성을 나타냄을 알 수 있었다.
또한, 본 실시예에서는 녹색 형광체를 제외한 형광체 재료에 대해서는 제1 실시예와 마찬가지로 적색 형광체를 (Y,Gd)BO3:Eu, 청색 형광체를 제1 비교예의 재료를 이용한 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 상기 이외의 형광체 재료 및 상기 이외의 형광체 재료의 조합에도 적용 가능하고, 또한 다양한 입자 직경, 크기에 대해서도 공통으로 적용 가능하다.
<제5 실시예>
본 실시예에서는 불순물로서 원소 A군(Ce, Tb, Pr, Gd) 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소가 첨가되어 있는 다음의 조성식으로 나타내어지는 형광체 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·y5Al2O3:A에 대하여 검토했다.
여기서는 Ba의 일부를 Ca, Sr로 치환하고, 발광 센터가 되는 M으로서 Eu, Tm, Lu를 이용한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl2O 3:A 조성식으로 나타내어지는 불순물 A의 종류 및 그 첨가 농도에 대하여 조사했다. 불순물 A로서는 희토류 원소 Ce, Tb, Pr, Gd에 있어서, 분체 발광 강도가 증대하는 것이 확인되었다. 그래서, 각 불순물의 첨가 농도를 0.0001 wt% 내지 1 wt%까지의 범위를 검토했다. 불순물 Ce, Tb에 대해서는 대략 전체 범위에 걸쳐서 양호한 성능이 얻어지고, 그 밖의 불순물 Pr, Gd에서는 0.001 wt% 내지 0.1 wt%에서 양호한 결과가 얻어졌다. 그래서, 각 불순물의 대표적인 농도에 관하여 PDP 장착 시험을 실시했다. 각 불순물 첨가 청색 형광체의 조성식, 불순물 A 농도 및 PDP 발광 강도 측정 결과를 표5에 정리하여 나타낸다.
Ca, Sr을 동시에 첨가한 본 발명에 따른 형광체에 또한 불순물로서 희토류 원소(Ce, Tb, Pr, Gd)를 첨가하고, 그 영향을 조사했다. 시료 번호 35 내지 46까지의 청색 형광체에서는 Ca, Sr을 참가하고, 희토류 불순물을 첨가하지 않은 제4 비교예에 비해 시료 번호 42를 제외하고 분체 발광 강도의 증대와 거의 마찬가지로 PDP 발광 강도가 증대되었다. 단, 시료 번호 42도 제4 비교예에 비해 분체 발광 강도가 102의 값을 나타내는 것이 확인되고 있다.
이들 결과로부터, 본 실시예에서 검토한 Ba의 일부를 Ca, Sr로 치환하고, 발광 센터가 되는 M으로서 Eu, Tm, Lu를 이용한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc )O·xMgO·yAl2O3 형광체에 불순물을 첨가한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl2 O3:A 청색 형광체에서는 불순물 원소로서 Ce, Tb, Pr, Gd가 유효하고, 각 불순물의 첨가 농도로서 0.0001 wt% 내지 1 wt%의 범위에서 분체 발광 강도가 증대하는 것이 확인되었다. 그리고, 거의 마찬가지로 PDP 장착 시험에서도 발광 강도가 증대하는 것이 확인되었다.
또한, 본 실시예에서는 청색 형광체를 제외한 형광체 재료에 대해서는 제1 실시예와 마찬가지로 적색 형광체를 (Y,Gd)BO3:Eu, 녹색 형광체를 Zn2SiO4:Mn인 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 상기 이외의 형광체 재료 및 상기 이외의 형광체 재료의 조합에도 적용 가능하고, 또한 다양한 입자 직경, 크기에 대해서도 공통으로 적용 가능하다.
<제6 실시예>
본 실시예에서는 불순물로서 원소 B군(La, Y, Sc, Ga, Si) 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소가 첨가되어 있는 다음의 조성식으로 나타내어지는 형광체 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·y5Al2O3:B에 대하여 검토했다.
여기서는 Ba의 일부를 Ca, Sr로 치환하고, 발광 센터가 되는 M으로서 Eu, Tm, Lu를 이용한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl2O 3:B 조성식으로 나타내어지는 불순물 B의 종류 및 그 첨가 농도에 대하여 조사했다. 불순물 B로서는 원소 La, Y, Sc, Ga, Si에 있어서, 분체 발광 강도가 증대하는 것이 확인되었다. 그래서, 각 불순물의 첨가 농도를 0.0001 wt% 내지 5 wt%까지의 범위를 검토했다. 불순물 La, Y에 대해서는 거의 전체 범위에 걸쳐서 양호한 성능이 얻어지고, 그 밖의 불순물 Sc, Ga, Si에서는 0.001 wt% 내지 1 wt%에서 양호한 결과가 얻어졌다. 그래서, 각 불순물의 대표적인 농도에 관하여 PDP 장착 시험을 실시했다. 각 불순물 첨가 청색 형광체의 조성식, 불순물 B 농도 및 PDP 발광 강도 측정 결과를 표6에 정리하여 나타낸다.
Ca, Sr을 동시에 첨가한 본 발명에 따른 형광체에 또한 불순물 원소(La, Y, Sc, Ga, Si)를 첨가하고, 그 영향을 조사했다. 시료 번호 47 내지 55까지의 청색 형광체에서는 Ca, Sr을 첨가하고, 희토류 불순물을 첨가하지 않은 제4 비교예에 비해 분체 발광 강도의 증대와 거의 마찬가지로 PDP 발광 강도가 증대되었다.
이들 결과로부터, 본 실시예에서 검토한 Ba의 일부를 Ca, Sr로 치환하고, 발광 센터가 되는 M으로서 Eu, Tm, Lu를 이용한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc )O·xMgO·yAl2O3 형광체에 불순물을 첨가한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl2 O3:B 청색 형광체에서는 불순물 원소로서 La, Y, Sc, Ga, Si가 유효하고, 각 불순물의 첨가 농도로서 0.0001 wt% 내지 5 wt%의 범위에서 분체 발광 강도가 증대하는 것이 확인되었다. 그리고, 거의 마찬가지로 PDP 장착 시험에서도 발광 강도가 증대하는 것이 확인되었다.
또한, 본 실시예에서는 청색 형광체를 제외한 형광체 재료에 대해서는 제1 실시예와 마찬가지로 적색 형광체를 (Y,Gd)BO3:Eu, 녹색 형광체를 Zn2SiO4:Mn인 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 상기 이외의 형광체 재료 및 상기 이외의 형광체 재료의 조합에도 적용 가능하고, 또한 다양한 입자 직경, 크기에 대해서도 공통으로 적용 가능하다.
<제7 실시예>
본 실시예에서는 또한 원소 A군 및 원소 B군이 동시에 첨가되어 있는 다음의 조성식으로 나타내어지는 형광체 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·y5Al 2O3:A,B의 경우에 대하여 검토했다.
여기서는 Ba의 일부를 Ca, Sr로 치환하고, 발광 센터가 되는 M으로서 Eu, Tm, Lu를 이용한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl2O 3:A,B 조성식으로 나타내어지는 불순물 A 및 B를 동시에 첨가[공부활(共付活)]하는 경우에 있어서의 불순물 A, B 원소의 조합 및 그 첨가 농도에 대하여 검토했다. 불순물 원소 A로서 Ce, Tb, Pr, Gd, 불순물 원소 B로서 La, Y, Sc, Ga, Si를 이용하고, 불순물 A, B의 각 첨가 원소를 조합하며, 그리고 각 원소의 다양한 첨가 농도에 있어서 형광체를 합성했다. 이 중, 분체 발광 강도가 제6 비교예에 비해 105 이상을 나타낸 조합 10종을 선택하여 PDP 장착 시험을 실시하고, 시료 번호 56 내지 65에 있어서 검토했다. 각 불순물 첨가 청색 형광체의 조성식, 불순물 A, B의 각 농도 및 PDP 발광 강도 측정 결과를 표7에 정리하여 나타낸다. 모든 시료에 있어서, 분체 발광 강도의 증대에 대응하여 PDP 발광 강도도 증대하고 있는 것이 확인되었다.
Ca, Sr을 동시에 첨가한 본 발명에 따른 형광체에 또한 불순물 원소로서 A(Ce, Tb, Pr, Gd) 및 B(La, Y, Sc, Ga, Si)를 동시에 첨가하고, 그 영향을 조사했다. 시료 번호 56 내지 65까지의 청색 형광체에서는 Ca, Sr을 첨가하고, 불순물을 첨가하지 않은 제6 비교예에 비해 분체 발광 강도의 증대와 거의 마찬가지로 PDP 발광 강도가 증대되었다.
이들 결과로부터, 본 실시예에서 검토한 Ba의 일부를 Ca, Sr로 치환하고, 발광 센터가 되는 M으로서 Eu, Tm, Lu를 이용한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc )O·xMgO·yAl2O3 형광체에 불순물을 첨가한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl2 O3:A,B 청색 형광체에서는 불순물 원소로서 A(Ce, Tb, Pr, Gd) 및 B(La, Y, Sc, Ga, Si)가 유효하고, 각 불순물의 첨가 농도로서 0.0001 wt% 내지 5 wt%의 범위에서 분체 발광 강도가 증대하는 것이 확인되었다. 그리고, 거의 마찬가지로 PDP 장착 시험에서도 발광 강도가 증대하는 것이 확인되었다.
또한, 본 실시예에서는 청색 형광체를 제외한 형광체 재료에 대해서는 제1 실시예와 마찬가지로 적색 형광체를 (Y,Gd)BO3:Eu, 녹색 형광체를 Zn2SiO4:Mn인 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 상기 이외의 형광체 재료 및 상기 이외의 형광체 재료의 조합에도 적용 가능하고, 또한 다양한 입자 직경, 크기에 대해서도 공통으로 적용 가능하다.
<제8 실시예>
본 실시예에서는 제5, 제6, 제7 실시예에서 검토한 각 형광체 중의 불순물 농도를 고주파 유도 결합 플라즈마 질량 분석(ICP-MS 분석)을 이용하여 조사했다.
측정한 자료는, 시료 번호 35 내지 46의 형광체 조성에 불순물로서 원소 A군(Ce, Tb, Pr, Gd) 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소가 첨가되어 있는 다음의 조성식으로 나타내어지는 형광체 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·y5Al 2O3:A, 시료 번호 47 내지 55의 불순물로서 원소 B군(La, Y, Sc, Ga, Si) 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소가 첨가되어 있는 다음의 조성식으로 나타내어지는 형광체 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·y5Al2O3:B, 그리고 시료 번호 56 내지 65의 원소 A군 및 B군이 동시에 첨가되어 있는 다음의 조성식으로 나타내어지는 형광체 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·y5Al2O3:A, B이다. 비교예로서는 제1 비교예의 Ca, Sr을 첨가하지 않은 청색 형광체 (Ba0.9Eu0.1)O·MgO·5Al2O3를 이용했다.
시료는 적량의 형광체 분체 시료를 Na2CO3와 H3BO3로 융해한 후에 HCl로 용해하여 ICP-MS 분석을 행하였다.
시료 번호 35 내지 46에서는 각 불순물의 첨가 농도와 거의 대응된 분석치가 얻어지고, 각각의 불순물 Ce, Tb, Pr, Gd가 0.0001 내지 1 wt%의 범위로 함유되어 있는 것이 확인되었다. 이 밖에도 몰비로서 Ca가 0.0001, Sr이 0.0001 함유되고, Eu, Tm, Lu도 합산 농도로서 0.1몰 정도 함유되어 있었다.
시료 번호 47 내지 55에서도 각 불순물의 첨가 농도와 거의 대응된 분석치가 얻어지고, 각각의 불순물 La, Y, Sc, Ga, Si가 0.0001 내지 5 wt%의 범위로 함유되어 있는 것이 확인되었다. 또한, 마찬가지로 몰비로서 Ca가 0.0001, Sr이 0.005 함유되고, Eu, Tm, Lu도 합산 농도로서 0.05몰 정도 함유되어 있었다.
다음에, 시료 번호 56 내지 65에서도 동시 첨가의 영향은 없으며, 각 불순물의 첨가 농도와 거의 대응된 분석치가 얻어졌다.
이상의 결과로부터, 조성식 중의 A에는 Ce, Tb, Pr, Gd 등의 희토류 원소가 유효하고, 그 첨가 농도는 0.0001 내지 1 wt%의 범위가 양호함을 알 수 있었다. 그리고, 조성식 중의 B에는 La, Y, Sc, Ga, Si 등의 원소가 유효하고, 그 첨가 농도는 0.0001 내지 5 wt%의 범위가 양호하다는 것이 확인되었다.
<제9 실시예>
본 실시예에 있어서는 지금까지 검토한 시료 번호 1 내지 65의 각 형광체 시료 중 청색 발광 형광체에 대하여 플라즈마 디스플레이 장치의 휘도 수명 데이타를 조사했다. 청색 형광체의 조성은 Ba의 일부를 Ca, Sr로 치환하고, 발광 센터가 되는 M으로서 Eu, Tm, Lu를 이용한 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl 2O3, 그리고 각 조성비가 0<a≤0.005, 0<b≤0.005, 0.01≤c≤0.3, 0≤x≤2.2, 4.0≤y≤12.0의 범위에 있는 형광체이다. 또한, 상기 형광체 조성에 불순물로서 원소 A군(Ce, Tb, Pr, Gd) 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소가 첨가되어 있는 다음의 조성식으로 나타내어지는 형광체 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·y5Al2 O3:A, 불순물로서 원소 B군(La, Y, Sc, Ga, Si) 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소가 첨가되어 있는 다음의 조성식으로 나타내어지는 형광체 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·y5Al 2O3:B, 그리고 원소 A군 및 B군이 동시에 첨가되어 있는 다음의 조성식으로 나타내어지는 형광체 (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·y5Al2O3:A, B이다. 비교예로서는 제1 비교예의 Ca, Sr을 첨가하지 않은 청색 형광체(Ba0.9Eu0.1)O·MgO·5Al2O3를 이용했다.
시료 번호 1 내지 65에서 나타난 모든 청색 형광체의 경우에 대해 휘도 수명이 개선되어 있는 것이 확인되었다. 이와 같이 휘도 수명이 개선된 요인으로서, 형광체 중의 깊은 트랩 준위의 농도 저감을 생각할 수 있다. 그래서, PDP에 장착한 형광막을 박리하고, 이 형광막 중의 트랩 상태를 열발광법으로 조사했다.
트랩 평가는 종래부터 잘 알려져 있는 열발광법(글로우법)으로 행하였다. 여기서는 PDP 패널로부터 박리한 형광체를 시료로서 이용했다. 완성 패널 내의 형광체는 패널 분해후에 임의의 크기로 절단한 배면 기판(20)을 순수속에서 초음파 세정을 행하여 배면 기판(20)으로부터 박리했다. 또 다른 박리 방법으로서는, 브러시형의 지그에 의해 배면 기판(20)으로부터 형광체만을 박리시키는 것도 가능하다. 이와 같이 하여 채취한 형광체 가루를 이용하여, 금속제 기판상에 침강 도포법으로 균일한 형광막을 재형성했다. 형광막의 형성법으로서는, 간편하게는 눌러 굳히는 방법 등도 있다. 기판상에 형성한 형광막을 충분히 건조시킨 후에 열발광법의 측정 시료로 했다. 여기서 중요한 점은 형광체 가루와 기판의 열전도의 확보이다. 다음에, 이 시료를 진공 챔버 내에 부착하여 액체 질소 온도까지 냉각한 후, 진공 자외광을 약 1시간 조사한 후 일정한 승온 속도(6 K/s 정도)로 샘플 온도를 상승시키면서 청색 발광만의 신호 강도를 측정했다. 여기서는 도시바에서 제작한 유리 필터 B-46형(밴드 패스 필터로 중심 파장이 450 nm 내지 460 nm임)을 이용했다.
신호 강도는 실온 300 K를 중심으로 저온 영역, 고온 영역으로 구분하여 비교했다. 이 고온 영역의 신호 강도가 저온 영역의 신호 강도에 비해 작은 것이 바람직하다. 그리고, 저온 영역의 신호 강도도 가능한 한 작은 것이 바람직하다.
본 실시예에서는 시료 번호 4, 40, 59, 및 제1 비교예의 형광체의 경우에 대하여 열발광법에 의한 트랩 평가를 행하였다. 얻어진 열발광 스펙트럼을 도8에 도시한다. 제1 비교예의 형광체에서는 고온 영역의 신호 강도(열발광법으로 측정한 300 K 내지 600 K에 나타나는 신호 강도)의 저온 영역의 신호 강도(열발광법으로 측정한 100 K 내지 300 K에 나타나는 신호 강도)에 대한 비, 즉 열발광 강도비가 1.7이다. 이에 비해, 시료 번호 4, 40, 59의 각각의 열발광 강도비는 1.0, 0.6, 0.6이며, 모두 1 이하이다.
이 결과는 휘도 수명이 열발광 강도비와 관련이 있다는 것을 나타내고 있다.
<제10 실시예>
본 실시예에서는 상기 각 실시예의 PDP를 사용하는 표시 시스템에 대하여 설명한다. 도3은 플라즈마 디스플레이 패널부(100)의 개략 구성을 도시한 블록도이다. 플라즈마 디스플레이 패널부(100)는 PDP(110), 데이타 구동 회로(121, 122), 주사 구동 회로(130), 고압 펄스 발생 회로(141, 142) 및 상기 각 회로를 제어하는 제어 회로(15)로 구성된다.
여기서, PDP(110)는 상기 각 실시예에서 설명한 PDP이고, 이 PDP(110)는 화면을 상하로 분할하여 동시에 구동하는 듀얼 스캔 방식으로 구동된다. 이로 인해, PDP(110)의 긴 변측에 2개의 데이타 구동 회로(121, 122)가 설치되며, 이 2개의 데이타 구동 회로(121, 122)는 상하의 어드레스 전극(21)을 동시에 구동시킨다.
또한, PDP(110)의 짧은 변측의 한 쪽에는 주사 구동 회로(130)가 설치되고, 이 주사 구동 회로(130)는 표시 전극(22)을 구동시킨다. 고압 펄스 발생 회로(141)는 주사 구동 회로(130)로부터 표시 전극(22)에 인가되는 고전압 펄스를 생성한다.
PDP(110)의 짧은 변측의 다른 쪽에는 고압 펄스 발생 회로(142)가 설치되고, 이 고압 펄스 발생 회로(142)는 고전압 펄스를 생성하며, 표시 전극(21)을 구동시킨다.
도4는 도3에 도시한 플라즈마 디스플레이 패널부(100)를 구비한 플라즈마 디스플레이 모듈(200)의 일예의 개략 구성을 도시한 블록도이다. 이 도면에 도시한 바와 같이, 플라즈마 디스플레이 모듈(200)은 입력 신호 처리 회로(211), 화질 개선 처리 회로(212), 프레임 메모리(213), 스캔/데이타 구동 제어 회로(214)로 이루어지는 신호 처리 회로(210), 전력 조정 회로(220), 고압 전원 회로(230) 및 플라즈마 디스플레이 패널부(100)로 구성된다. 이 플라즈마 디스플레이 모듈(200)에 입력되는 입력 화상 신호는 입력 신호 처리 회로(211) 및 화질 개선 처리 회로(212)에서 γ보정 등의 신호 처리가 실시된 후, 프레임 메모리(213)에 격납된다. 이 경우, 입력 화상 신호가 아날로그 신호인 경우에는 입력 신호 처리 회로(211)에 있어서 디지탈 데이타로 변환된다.
스캔/데이타 구동 제어 회로(214)는 상기 데이타 구동 회로(121, 122) 및 주사 구동 회로(130)를 제어·구동한다.
도5는 도4에 도시한 플라즈마 디스플레이 모듈(200)을 구비한 플라즈마 디스플레이 모니터(300)의 일예의 개략 구성을 도시한 블록도이다. 또, 도6은 도4에 도시한 플라즈마 디스플레이 모듈(200)을 구비한 PDP 텔레비젼 시스템(400)의 일예의 개략 구성을 도시한 블록도이다. 도5, 도6에 있어서 310은 스피커이고, 또 410은 텔레비젼 튜너이다. 이 도5에 도시한 플라즈마 디스플레이 모니터(300), 및 도6에 도시한 플라즈마 디스플레이 텔레비젼 시스템(400)에서는 외부로부터 영상, 음성 및 전원이 공급된다.
이들 표시 시스템에서 얻어진 화질은 고휘도로 품질이 좋고, 백색 표시시의 색 온도도 8000 K 이상이 얻어지며, 또한 그 색 온도도 조절이 가능하다.
<제11 실시예>
본 실시예에서는 본 발명의 형광체를 형광 램프에 적용한 것이다. 형광 램프(관형, 평면형)에서는 형광체의 여기원으로서 상기 PDP와 동일한 희석 가스 공명선을 이용하는 경우, Hg 증기의 방전 발광을 이용하는 경우 또는 이들 2개를 공존시키는 경우도 있다. 그리고, 형광 램프에서는 적색, 녹색, 청색의 형광체를 구분하여 도포하지 않고, 적당한 백색을 얻기 위해서 수종의 형광체를 혼합하여 램프 내에 부착 형성한다. 여기서는 단색 형광체만을 형성하고, 그 발광 강도를 조사했다.
우선, 제2 실시예의 형광체(시료 번호 11 내지 20)를 이용한 형광 램프의 장착 시험에서는 유리관 내에 상기 청색 형광체를 도포한 후, 전극 등을 부착하여 형광 램프를 제작했다. 제1 비교예의 형광체에 대한 형광 램프에서의 발광 강도는 분체 발광 강도의 평가 결과와 대략 동일한 결과를 확인할 수 있었다.
다음에, 제4 실시예의 형광체(시료 번호 31 내지 34)를 이용한 형광 램프의 장착 시험에서는 유리관 내에 상기 청색 형광체를 도포한 후, 전극 등을 부착하여 형광 램프를 제작했다. 제3 비교예의 형광체에 대한 형광 램프에서의 발광 강도는 분체 발광 강도의 평가 결과와 대략 동일한 결과를 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 형태에 기초하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양하게 변경 가능함은 물론이다.
본 발명에 따르면, 고성능의 형광체, 표시 장치 및 광원을 실현하는 것이 가능해진다.
도1은 본 발명의 제1 실시예의 플라즈마 디스플레이 장치의 플라즈마 디스플레이 패널의 구성을 도시한 분해 사시도.
도2는 본 발명의 제1 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널의 1화소분의 구성을 도시한 단면도.
도3은 본 발명의 제10 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널부의 개략 구성을 도시한 블록도.
도4는 도3에 도시한 플라즈마 디스플레이 패널부를 구비한 플라즈마 디스플레이 모듈의 일예의 개략 구성을 도시한 블록도.
도5는 도4에 도시한 플라즈마 디스플레이 모듈을 구비한 플라즈마 디스플레이 모니터의 일예의 개략 구성을 도시한 블록도.
도6은 도4에 도시한 플라즈마 디스플레이 모듈을 구비한 플라즈마 디스플레이 텔레비젼 시스템의 일예의 개략 구성을 도시한 블록도.
도7은 일반적인 면방전형 칼라 플라즈마 디스플레이 장치의 플라즈마 디스플레이 패널의 구성을 도시한 분해 사시도.
도8은 시료 번호 4, 40, 59 및 제1 비교예의 형광체에 있어서의 열발광 스펙트럼의 평가 결과를 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 전방면 기판
11, 12 : 표시 전극
13, 14 : 버스 전극
15, 22 : 유전체층
16 : 보호층
20 : 배면 기판
21 : 어드레스 전극
23 : 격벽
24 : 적색 형광체층
25 : 녹색 형광체층
26 : 청색 형광체층

Claims (20)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 100 ㎚ 내지 400 ㎚의 자외선을 주성분으로 하는 여기광하에서 가시 발광하고, 다음의 조건
    (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl2O3
    (단, M은 Eu, Tm, Lu, Mn 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소이고,
    0<a≤0.01, 0<b≤0.01, 0.01≤c≤0.3,
    0≤x≤2.2, 4.0≤y≤12.0)
    으로 나타내어지고,
    원소 A가 또한 첨가되어 있고, 다음의 조건
    (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·y5Al2O3:A
    (단, A는 Ce, Tb, Pr, Gd 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소임)
    으로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 형광체.
  5. 100 ㎚ 내지 400 ㎚의 자외선을 주성분으로 하는 여기광하에서 가시 발광하고, 다음의 조건
    (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl2O3
    (단, M은 Eu, Tm, Lu, Mn 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소이고,
    0<a≤0.01, 0<b≤0.01, 0.01≤c≤0.3,
    0≤x≤2.2, 4.0≤y≤12.0)
    으로 나타내어지고,
    원소 B가 또한 첨가되어 있고, 다음의 조건
    (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·y5Al2O3:B
    (단, B는 La, Y, Sc, Ga, Si 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소임)
    으로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 형광체.
  6. 100 ㎚ 내지 400 ㎚의 자외선을 주성분으로 하는 여기광하에서 가시 발광하고, 다음의 조건
    (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl2O3
    (단, M은 Eu, Tm, Lu, Mn 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소이고,
    0<a≤0.01, 0<b≤0.01, 0.01≤c≤0.3,
    0≤x≤2.2, 4.0≤y≤12.0)
    으로 나타내어지고,
    원소 A 및 B가 동시에 더 첨가되어 있고, 다음의 조건
    (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·y5Al2O3:A,B
    (단, A는 Ce, Tb, Pr, Gd 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소이고,
    B는 La, Y, Sc, Ga, Si 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소임)
    으로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 형광체.
  7. 제4항에 있어서, 상기 원소 A의 첨가량은 고주파 유도 결합 플라즈마 질량 분석법(ICP-MS 분석)에서 0.0001 중량 % 이상 1 중량 % 이하의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 형광체.
  8. 제5항에 있어서, 상기 원소 B의 첨가량은 고주파 유도 결합 플라즈마 질량 분석법에서 0.0001 중량 % 이상 5 중량 % 이하의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 형광체.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 플라즈마 방전하는 표시 패널을 적어도 갖고, 상기 표시 패널의 적색, 녹색, 청색의 형광체층 중 청색 발광하는 형광층의 열발광 스펙트럼은 300 K 내지 600 K 범위의 고온 영역에 있어서의 신호 강도의, 100 K 내지 300 K 범위의 저온 영역에 있어서의 신호 강도에 대한 비가 1 이하인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 청색 발광하는 형광층이 100 ㎚ 내지 400 ㎚의 자외선을 주성분으로 하는 여기광하에서 가시 발광하고, 다음의 조건
    (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·yAl2O3
    (단, M은 Eu, Tm, Lu, Mn 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소이고,
    0<a≤0.005, 0<b≤0.005, 0.01≤c≤0.3,
    0.6≤x≤1.7, 4.0≤y≤6.7)
    으로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 청색 발광하는 형광층은 100 ㎚ 내지 400 ㎚의 자외선을 주성분으로 하는 여기광하에서 청색 발광하고, 다음의 조건
    (Bal-a-b-cCaaSrbMc)O·xMgO·y5Al2O3
    (단, M은 Eu, Tm, Lu 중에서 선택된 적어도 1종 이상의 원소이고,
    0.00001≤a≤0.005, 0.00001≤b≤0.005, 0.01≤c≤0.3,
    0.6≤x≤1.7, 4.0≤y≤6.7)
    으로 나타내어지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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