KR20080030045A - 가스 방전 발광 패널 - Google Patents

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KR20080030045A
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다케히로 즈카와
세이고 시라이시
고지로 오쿠야마
준이치 히비노
게이지 호리카와
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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

형광체의 발광 특성의 변동에 수반되는 패널의 표시 특성의 열화가 억제된 가스 방전 발광 패널을 제공한다. 방전 공간을 통해 대향하도록 배치된 전면판 및 배면판과, 배면판에 있어서의 방전 공간측의 주면상에 배치되고, 방전 공간에 있어서 발생한 자외선에 의해 발광하는 형광체층을 구비하는 가스 방전 발광 패널로서, 형광체층이 패널의 구동에 수반되는 휘도 및 색도로부터 선택되는 적어도 1개의 특성 변동의 방향이 서로 상반되는 제1 및 제2의 형광체를 포함하는 패널로 한다.

Description

가스 방전 발광 패널{GAS DISCHARGE LIGHT EMITTING PANEL}
본 발명은, 가스 방전에 의해 발생시킨 자외선에 의한 형광체의 발광을 이용한 화상 표시 디바이스인, 가스 방전 발광 패널에 관한 것이다.
최근, 고정밀 및 고휘도를 실현할 수 있는 화상 표시 디바이스로서, 가스 방전 발광 패널, 대표적으로는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 개발이 진행되고 있다. PDP는 화면의 대형화가 용이하여, 향후 더욱 보급이 기대된다.
PDP에서는, 삼원색인 빨강, 초록 및 파랑의 가법 혼색에 의해, 풀 컬러의 화상이 표시된다. 이러한 화상 표시를 행하기 위해, PDP는, 빨강, 초록 또는 파랑의 각 색을 발광하는 형광체(적색 형광체, 녹색 형광체 또는 청색 형광체)를 포함하는 형광체층을 방전 셀 마다 구비한다. 각 형광체는, 방전 공간에 있어서의 가스 방전에 의해 발생한 자외선(진공 자외선)의 조사에 의해 여기되어 발광하고, 상기 각 색의 광을 방출한다. 방전 셀은 소정의 패턴으로 배치되어 있고, 방전 셀 마다 가스 방전의 타이밍, 즉, 형광체로의 자외선 조사 타이밍을 제어함으로써, 패널에 화상이 표시된다. PDP의 구체적인 구조는, 예를 들면, 우치이케 헤이쥬, 미코시바 시게오 공저, 1997년 5월 1일 발행, 「플라즈마 디스플레이의 모든 것」, 주식회사 공업조사회, pp79-80등에 개시되어 있다.
PDP에서는, 각 방전 셀에 있어서, 패널의 구동에 수반되는 경시적인 발광 특성의 변동이 생기는 것이 알려져 있고, 이 변동의 대부분이, 방전 시의 이온 충격 혹은 진공 자외선의 조사 등에 의한 형광체의 변질에 기인한다고 생각된다. 형광체가 변질하면, 자외선을 가시광으로 변환하는 변환 효율이 저하하고, 전형적으로는, 휘도의 저하 및 색도의 변동이 생긴다. 이러한 변동이 발생하면, 정지화면과 같이 일정한 화상을 계속 표시하는 경우 등에 특히 일어나기 쉽지만, 점등 시간이 다른 방전 셀간에 있어서 형광체가 방출하는 광의 특성(발광 특성 : 예를 들면, 휘도 및／또는 색도)이 다르기 때문에, 상기 일정한 패턴과는 다른 패턴을 표시했을 시에, 종전의 패턴이 잔상으로서 보이는 현상(일반적으로 「버닝(image persistence phenomenon) 현상」이라고 불린다)이 발생하는 경우가 있다.
PDP에 이용하는 청색 형광체로는, 발광 시의 휘도 및 색도가 화상 표시 디바이스에 적합하므로, 일반적으로 BAM(BaMgAl1OO17：Eu2 ＋)가 이용된다. 그러나, BAM은, 패널의 구동에 수반되는 휘도의 저하 및 색도의 변동, 특히, 휘도의 저하를 일으키기 쉽다. 이 때문에 청색 형광체로서, BAM과, BAM과는 발광 특성이 다른 형광체를 조합하는 방법이 시도되고 있다.
예를 들면, 일본국 특허공개 2005-116363호 공보(문헌 1)에는, 청색 형광체층을, 초기 휘도 및 휘도의 경시 변화의 쌍방이 서로 다른 2종류 이상의 청색 형광체의 혼합물로 이루어지는 층으로 하는 기술이 개시되어 있고, 구체적인 청색 형광 체층의 구성으로서, BAM과 CaMgSi2O6：Eu2 ＋(CMS)의 조합이 나타나 있다(실시예 참조). 해당 실시예에는, CMS의 초기 휘도는 BAM보다 낮지만, 패널을 1000시간 구동시켰을 때의 CMS의 휘도의 감소율은 BAM보다 작고(BAM의 휘도가 38％감소한 것에 대해, CMS의 휘도는 2％의 감소), 패널의 구동에 수반되는 청색 형광체층의 휘도의 저하를, 청색 형광체층이 BAM만으로 이루어지는 경우보다 억제할 수 있는 것이 나타나 있다.
또한, 예를 들면, 일본국 특허공개 2003-313549호 공보(문헌 2)에는, 플라즈마 노광(exposure) 후의 휘도가 높은 청색 형광체로서, CMS에 있어서의 Ca의 일부를 Sr로 치환한 형광체와 BAM의 혼합물이 나타나 있다. 문헌 2에 관한 발명에서는, 실시예에 있어서의 플라즈마 노광이, 형광체층을 형성하기 위한 열 처리 후의 15분간이므로, 청색 형광체의 초기 휘도를 높게 하는 기술이 개시되어 있다고 생각된다.
이러한 상황에서, 패널의 구동에 수반되는 형광체(형광체층)의 발광 특성의 변동이 저감되고, 패널의 표시 특성의 경시적인 열화가 억제된 가스 방전 발광 패널이 요망된다.
본 발명자 등은, 상기 종래의 기술과는 다른 구성에 의해, 이러한 가스 방전 발광 패널을 실현했다.
본 발명의 가스 방전 발광 패널은, 방전 공간을 통해 대향하도록 배치된 전면판 및 배면판과, 상기 배면판에 있어서의 상기 방전 공간측의 주면상에 배치되고, 상기 방전 공간에 있어서 발생한 자외선에 의해 발광하는 형광체층을 구비한다. 여기서 상기 형광체층은, 상기 패널의 구동에 수반되는, 휘도 및 색도로부터 선택되는 적어도 1개의 특성의 변동 방향이 서로 상반되는 제1 및 제2의 형광체를 포함한다.
상기와는 다른 측면에서 본, 본 발명의 가스 방전 발광 패널은, 방전 공간을 통해 대향하도록 배치된 전면판 및 배면판과, 상기 배면판에 있어서의 상기 방전 공간측의 주면상에 배치되고, 상기 방전 공간에 있어서 발생한 자외선에 의해 발광하는 형광체층을 구비한다. 여기서 상기 형광체층은, 식 aSrO·bEuO·MgO·cSiO2에 의해 나타나는 제1의 형광체와, 제2의 형광체로서 BaMgAl10O17：Eu2 +를 포함한다. 다만 상기 식에 있어서, a, b 및 c는, 이하의 관계：2.97≤a≤3.5, 0.001≤b≤0.03 및 1.9≤c≤2.1를 만족한다.
본 발명에 의하면, 패널의 구동에 수반되는, 휘도 및 색도로부터 선택되는 적어도 1개의 특성 변동의 방향이 서로 상반되는 형광체를 포함하는 형광체층을 구비함으로써, 패널의 구동에 수반하는 형광체층의 발광 특성의 변동을 저감할 수 있어, 패널의 표시 특성의 경시적인 열화를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 가스 방전 발광 패널로서 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 2는 형광체층의 휘도 변동의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3은 형광체층의 색도 변동의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 4a는 실시예 1에 있어서 측정한, 각 형광체층 샘플에 있어서의 휘도의 변화를 나타내는 도면이다.
도 4b는 실시예 1에 있어서 측정한, 각 형광체층 샘플에 있어서의 색도의 변화를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 설명에서는, 동일한 부재에 동일한 부호를 붙여, 중복하는 설명을 생략하는 경우가 있다.
본 발명의 가스 방전 발광 패널로서, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)의 일례를 도 1에 도시한다.
도 1에 도시하는 PDP(51)는, 방전 공간(31)을 통해 대향하도록 배치된 한쌍의 기판(전면판(1) 및 배면판(2))과, 배면판(2)에 있어서의 방전 공간(31)측의 주면 상에 배치된 형광체층(3)을 구비하고 있다. 형광체층(3)은, 방전 공간(31)에 있어서 발생한 자외선에 의해 발광하는 형광체로서 제1 및 제2의 형광체를 포함한다. 제1 및 제2의 형광체는, 패널의 구동에 수반하는(스스로의 발광에 수반한다), 휘도 및 색도로부터 선택되는 적어도 1개의 특성 변동의 방향이 서로 상반된다. 이러한 PDP(51)에서는, 제1 및 제2의 형광체에 있어서의 발광 특성이, 패널의 구동에 의해 서로 상반되는 방향으로 변동하기 때문에, 형광체층(3)으로서의 발광 특성 의 변동을 저감할 수 있어, 패널의 표시 특성의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 특별히 기재가 없는 한 본 명세서에서는, 휘도 및 색도의 변동은, 패널의 구동에 수반하는(즉, 패널 구동 시의) 변동으로 한다. 휘도의 변동은, 예를 들면, 후술하는 값(Y／y)의 증가 또는 감소로 나타낼 수 있다. 색도의 변동은, 예를 들면, 후술 하는 색도 y의 값의 증가 또는 감소로 나타낼 수 있다.
형광체층(3)이, 휘도의 변동의 방향이 서로 상반되는 제1 및 제2의 형광체를 포함하는 경우, 환언하면, 형광체층(3)이, 휘도가 증가하는 제1의 형광체와, 휘도가 감소하는 제2의 형광체를 포함하는 경우, 형광체층(3)의 휘도의 변동을 억제할 수 있다. 또한, 이 경우는, 제1의 형광체에 있어서의 상기 변동의 방향이, 휘도가 증가하는 방향인 경우라고도 할 수 있다.
종래, PDP 등의 가스 방전 발광 패널에 이용되어 온 형광체는, 통상, 패널의 구동에 의해 그 휘도가 저하하는 경향을 나타내고, BAM 및 CMS를 비롯해 문헌 1(일본국 특허공개 2005-116363호 공보), 문헌 2(일본국 특허공개 2003-313549호 공보)에 개시되어 있는 형광체도 동일하다. 이 때문에, 예를 들면, 제2의 형광체로서 휘도가 저하하는 종래의 형광체와, 제1의 형광체로서 휘도가 증가하는 형광체를 포함하는 형광체층으로 함으로써, 형광체층의 휘도의 저하를 저감할 수 있고, 그 효과는, 문헌 1, 2와 같이, 휘도가 저하하는 형광체끼리를 조합하는 경우보다 커진다.
풀 컬러 표시를 행하는 가스 방전 발광 패널은, 형광체층으로서 청색, 녹색 및 적색의 각 형광체를 각각 포함하는 3종류의 형광체층을 구비하는데, 그 중에서 도, 청색 형광체(청색 형광체층)의 휘도 저하가 큰 경향이 있다. 이 때문에, 청색 형광체층이, 제2의 형광체로서 휘도가 저하하는 종래의 청색 형광체와, 제1의 형광체로서 휘도가 증가하는 형광체를 포함하는 것이 바람직하고, 이 때, 양호한 표시 특성을 확보하기 위해서, 상기 제 1의 형광체도 청색 형광체인 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 패널에서는, 제1 및 제2의 형광체가 청색 형광체인 것이 바람직하고, 이 경우에, 본 발명의 효과가 특히 현저하게 된다. 또한, 청색 형광체란, 파장 440~470nm의 범위, 전형적으로는 파장 450~460nm의 범위에 발광 스펙트럼의 피크를 가지는 형광체를 의미한다.
휘도가 증가하는 형광체로서 예를 들면, Sr2Si3O8 : Eu나 Ba3MgSi2O3 : Eu 등의 규산염 형광체를 들 수 있다. 이들 형광체는, 모재가 Si 산화물이므로, 가스나 방전의 영향을 받기 쉽고, 그 구조는 휘도가 증가하는 방향으로 변화하기 쉽다고 생각된다.
휘도가 증가하는 형광체로서, 식 aSrO·bEuO·MgO·cSiO2에 의해 표시되는 형광체(이하, SMS)를 이용하는 것이 바람직하다. 다만, 상기 식에 있어서, a, b 및 c는 2.97≤a≤3.5, 0.001≤b≤0.03 및 1.9≤c≤2.1의 관계를 만족한다. a, b 및 c의 범위는, SMS에 있어서의 산소의 결손 혹은 과잉 상태를 허용하는 취지이며, SMS에 있어서의 화학양론적 조성은, a＋b=3, c=2이다. 화학양론적 조성을 만족하는 SMS는 Eu를 활성 원소로 하여 식 Sr3MgSi2O8：Eu에 의해 나타낼 수 있다. 또한, SMS과 동일한 원소로 이루어지는 모재와 부활재를 포함하는 형광체는 종래부터 존 재하지만, 이들 종래의 형광체는, 발광 시의 휘도 및 색도가 충분하지 않으므로, 지금까지, PDP 등의 가스 방전 발광 패널의 형광체로서 이용되지 않는다. 그러나, 상기 식에 의해 나타나는 조성을 가지는 SMS는, 그 휘도 및 색도가, 가스 방전 발광 패널에 이용하는 형광체에 요구되는 특성을 만족하고 있어, 본 발명의 제1의 형광체로서 이용하는 것이 바람직하다.
SMS에서는 Eu가 활성 원소로서의 역할을 담당하고 있고, SMS 입자의 표면 근방(SMS 입자의 표면으로부터 10nm정도까지의 범위)에 있어서의 2가 Eu율(다른 가수를 가지는 전 Eu 원자 중에 있어서의 2가의 Eu 원자의 원자분율)이 50％이하인 것이 바람직하다. 이러한 SMS로 함으로써, 발광 시의 휘도 및 색도를 보다 PDP에 적합한 상태로 할 수 있는 이외, 패널의 구동에 의한 휘도의 증가를 보다 확실하게 할 수 있다.
SMS는, 파장 460㎚에 발광 스펙트럼의 피크를 가지는 청색 형광체이다. 이 때문에 SMS는, 청색 형광체인 제2의 형광체와 함께, 청색 형광체층에 포함되는 것이 바람직하다. 환언하면, PDP(51)에 있어서, 청색 형광체층이 SMS를 포함하는 것이 바람직하고, 또한 환언하면, 청색 형광체층이, 제1의 형광체로서 SMS를 포함하고, 제2의 형광체로서 파장 440~470nm의 범위, 전형적으로는 파장 450~460nm의 범위에 발광 스펙트럼의 피크를 가지는 청색 형광체를 포함하는 것이 바람직하다.
SMS는 1몰의 MgO에 대해서, SrO를 2.97~3.5몰, EuO를 0.001~0.03몰, SiO2를 1.9~2.1몰 포함하는 형광체라고도 할 수 있다.
SMS와 조합되는 청색 형광체의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 높은 발광 효율을 가지므로, BaMgAl10O17：Eu2 ＋(BAM)가 바람직하다. BAM은 패널의 구동에 의해, 휘도가 저하하는 청색 형광체이다. 그 외, SMS와 조합되는 형광체로는, CaMgSi2O4：Eu2 ＋, Sr3MgSi2O8：Eu2 ＋, (SrBa)3MgSi2O8 : Eu2 ＋ 등을 들 수 있다. 이들 형광체는, 청색 형광체이며, 패널의 구동에 의해 휘도가 저하하는 경향을 나타낸다.
형광체층(3)이 제1의 형광체로서 SMS와 제2의 형광체로서 BAM를 포함하는 경우, 양자의 함유율비는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 체적 분율로 하여 BAM：SMS=25:75~75:25정도이면 좋다.
패널의 구동에 의해 휘도가 저하하는 제2의 형광체와, SMS를 포함하는 형광체층(3)에 있어서의 휘도 변동의 일례를 도 2에 도시한다. 도 2에 도시하는 예에서, SMS의 휘도는, (a)에 도시하는 바와같이, 패널의 구동 시간에 따라 증가하는 경향을 나타내고, 제2의 형광체의 휘도는, (b)에 도시하는 바와같이, 패널의 구동 시간에 따라서 저하하는 경향을 나타낸다. 형광체층(3)이, 쌍방의 형광체를 포함하는 경우, (c)에 도시하는 바와같이, 제2의 형광체만을 포함한 경우에 비해, 휘도의 변동을 저감할 수 있다. 또한, 도 2에 있어서의 휘도는, 패널의 구동에 의해 색도의 변화를 상쇄하기 위해서, 국제 조명 위원회(CIE) 규정의 XYZ표색계에 있어서의 자극치(Y)를, 해당 표의 색계에 의거하는 색도 좌표(x, y)에 있어서의 색 도(y)로 나눈 값(Y／y)으로 한다.
제1의 형광체는, 패널의 구동에 의해 휘도가 증가하는 형광체이면 특별히 한정되지 않지만, 형광체층의 휘도 변동의 억제를 보다 확실히 하기 위해서는, 해당 형광체의 휘도의 증가율이 소정의 값 이상인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 값(Y／y)이 패널의 구동 1000시간당 3％이상 증가하는 것이 바람직하고, 8％이상 증가하는 것이 보다 바람직하고, 10％이상 증가하는 것이 더욱 바람직하다. 실시예에 후술하는 바와같이, SMS는, 그 조성, 상기 2가 Eu율, 혹은, 제조 조건에 따라서는, 이 증가율을 만족한다.
제1 및 제2의 형광체에 있어서의 휘도는, 패널의 구동에 의해, 반드시 항상 상반되는 방향으로 변동하지 않아도 되고, 패널이 구동하는 기간(즉, 제1 및 제2의 형광체 스스로가 발광하는 기간)에 있어서의 적어도 일부 기간에 있어서, 서로 상반되는 방향으로 변동하면 된다.
BAM, CMS를 비롯한 종래의 형광체는, 패널이 구동하는 기간(해당 형광체 스스로가 발광하는 기간)에 있어서 항상 휘도가 저하한다. 이 때문에, 이들 종래의 형광체를 제2의 형광체로 한 경우, 제1의 형광체의 휘도는, 패널의 구동에 의해 반드시 항상 증가하지 않아도 되고, 패널이 구동하는 기간에 있어서의 적어도 일부의 기간에 있어서 증가하면 된다. 예를 들면, 상술한 휘도의 증가율은, 도포 및 소성등의 수법에 의해, 배면판의 주면상에 형광체층이 형성되고, 에이징(aging)을 위한 패널의 구동을 시작하고 나서 1000시간, 혹은, 에이징이 완료하고, 통상의 화상 표시를 위한 패널의 구동을 시작하고 나서 1000시간의 기간에 있어서의 증가율이면 된다.
형광체층(3)이, 색도의 변동 방향이 서로 상반되는 제1 및 제2의 형광체를 포함하는 경우, 예를 들면, 형광체층(3)이, 패널의 구동에 의해 색도(y)가 증가하는 형광체와, 색도(y)가 저하하는 형광체를 포함하는 경우, 형광체층(3)의 색도의 변동을 억제할 수 있다. 여기서 「색도(y)」란, 국제 조명 위원회(CIE) 규정의 XYZ표색계에 의거하는 색도 좌표(x, y)에 있어서의 색도(y)를 의미한다. 또한, 「색도의 변동」이란, 예시한 색도(y)의 변동에 한정되지 않고, 상기 색도 좌표(x, y)에 있어서의 색도(x) 및 색도(y)로부터 선택되는 적어도 1개의 색도의 변동이면 된다.
종래, PDP 등의 가스 방전 발광 패널에 이용되어 온 청색 형광체는, 통상, 패널의 구동에 의해 그 색도(y)가 증가하는 경향을 나타내고, BAM 및 CMS를 비롯해, 문헌 1, 2에 개시되어 있는 형광체도 마찬가지이다. 이 때문에, 예를 들면, 제2의 형광체로서 색도(y)가 증가하는 종래의 형광체와, 제1의 형광체로서 색도(y)가 저하하는 형광체를 포함하는 형광체층으로 함으로써, 형광체층의 색도(y)의 변동을 억제할 수 있다.
색도(y)가 저하하는 청색 형광체로서, 예를 들면 Sr2Si3O8：Eu나 Ba3MgSi2O3：Eu 등의 규산염 형광체를 들 수 있다. 이들 형광체는, 모재가 Si 산화물이므로, 가스나 방전의 영향을 받기 쉽고, 그 구조가 색도(y)가 증가하는 방향으로 변화하기 쉽다고 생각된다.
색도(y)가 저하하는 형광체로서, 상기 SMS를 이용하는 것이 바람직하다. 상술한 것처럼, PDP 등의 가스 방전 발광 패널에 이용되어 온 종래의 청색 형광체는, 통상, 패널의 구동에 의해 색도(y)가 증가하는 경향을 나타낸다. 이 때문에, 예를 들면, 색도(y)가 증가하는 종래의 청색 형광체와, 색도(y)가 저하하는 SMS를 포함하는 형광체층으로 함으로써, 청색 형광체층에 있어서의 색도의 변동을 저감할 수 있다. 이와 같이, 색도의 변동을 저감할 수 있는 관점에서도, 청색 형광체층이 SMS를 포함하는 것이 바람직하다.
SMS와 조합되는 청색 형광체의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 높은 발광 효율을 가지므로, BAM가 바람직하다. BAM은 패널의 구동에 의해, 색도(y)가 증가하는 청색 형광체이다. 그 외, SMS와 조합되는 형광체로는, 청색 형광체로서 CaMgSi2O4 : Eu2 ＋, Sr3MgSi2O8 : Eu2 ＋, (SrBa)3MgSi2O8 : Eu2 ＋ 등을 들 수 있다. 이들 형광체는, 패널의 구동에 의해, 색도(y)가 증가하는 경향을 나타낸다.
패널 구동에 의해 색도(y)가 증가하는 제2의 형광체와, SMS를 포함하는 형광체층(3)에 있어서의 색도(y)의 변동의 일례를 도 3에 도시한다. 도 3에 도시하는 예에서, SMS의 색도(y)는, (a)에 도시하는 바와같이, 패널의 구동 시간에 따라서 저하하는 경향을 나타내고, 제2의 형광체의 색도(y)는, (b)에 도시하는 바와같이, 패널의 구동 시간에 따라 증가하는 경향을 나타낸다. 형광체층(3)이, 쌍방의 형광체를 포함하는 경우, (c)에 도시하는 바와같이, 제2의 형광체만을 포함하는 경우에 비해, 색도(y)의 변동을 저감할 수 있다.
제1 및 제2의 형광체에 있어서의 색도(y)는, 패널의 구동에 의해, 반드시 항상 상반되는 방향으로 변동하지 않아도 되고, 패널이 구동하는 기간에 있어서의 적어도 일부 기간에 있어서, 서로 상반되는 방향으로 변동하면 좋다.
형광체층(3)은, 제1 및 제2의 형광체 이외의 형광체(제3의 형광체)를, 1 혹은 2이상의 종류 포함하고 있어도 된다. 제3의 형광체에 있어서의 상기 적어도 1개의 특성의 변동 방향은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 제1의 형광체에 있어서의 상기 변동의 방향과 동일해도 되고, 혹은, 제2의 형광체에 있어서의 상기 변동의 방향과 동일해도 된다.
형광체층(3)에 있어서의 제1 및 제2의 형광체의 함유율은 특별히 한정되지 않고, 포함되는 형광체의 종류, 혹은, 형광체층(3)으로서 필요한 발광 특성에 따라 임의로 설정하면 된다. 형광체층(3)에 있어서의 제1의 형광체의 함유율은, 예를 들면, 25~75체적％의 범위이다.
제1 및 제2의 형광체는, 패널의 구동에 의해, 그 휘도 및 색도의 양쪽이 서로 상반되도록 변동해도 된다.
PDP(51)에 있어서, 모든 형광체층(3)이 제1 및 제2의 형광체를 포함하지 않아도 된다. 예를 들면, 청색 형광체층만이 제1 및 제2의 형광체를 포함하고 있어도 되고, 패널의 화상 표시 영역 내에서, 특히, 휘도 및／또는 색도의 변동이 큰 영역에 위치하는 형광체층(3)만이, 제1 및 제2의 형광체를 포함하고 있어도 된다.
PDP(51)에 있어서의 각 부재의 구조 및 구성, 및, 각 부재에 이용하는 재료 등은, 형광체층(3)이 제1 및 제2의 형광체를 포함하는 한 특별히 한정되지 않고, PDP로서 일반적인 구조 및 구성이면 된다.
도 1에 도시하는 PDP(51)에서는, 전면판(1)의 주면상에, 유지 전극(11) 및 주사 전극(12)을 포함하는 표시 전극(13)과, 유전체층(14)과, 유전체층(14)을 방전 공간(31) 내에 발생하는 플라즈마로부터 보호하는 보호층(15)이 배치되어 있다. 배면판(2)의 주면상에는, 어드레스 전극(23)과, 어드레스 전극을 상기 플라즈마로부터 보호하는 유전체층(22)과, 격벽(21)이 배치되어 있다. PDP(51)는, 이른바 3전극 구조를 가지는 AC형 PDP이다. 또한, 도 1에서는 , 실제 PDP에 있어서의 각 전극이나 격벽을, 그 수를 생략해 나타낸다.
전면판(1)에 이용하는 재료는, 투광성을 가지는 한 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 유리 기판을 이용하면 좋다. 배면판(2)에 이용하는 재료는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 유리 및／또는 금속을 포함하는 기판을 이용하면 좋다. 통상, 전면판(1) 및 배면판(2)에는, 유리 기판이 이용된다.
전면판(1)에는, 표시 전극(13)으로서, 스트라이프상의 유지 전극(11) 및 주사 전극(12)이 서로 평행하게 배치되어 있다.
유지 전극(11) 및 주사 전극(12)은 각각 투명 전극(유지 전극)(11a) 및 투명 전극(주사 전극)(12a)과, 버스 전극(유지 전극)(11b) 및 버스 전극(주사 전극)(12b)을 적층한 구조를 가지고 있다. 투명 전극(11a 및 12a)에는, ITO(Indium Tin Oxide), 산화 주석 등을 이용하면 좋다. 버스 전극(11b 및 12b)에는, 알루미늄, 구리, 은, 크롬과 구리의 적층체 등을 이용하면 좋다. 유지 전극(11)과 주사 전극(12)의 사이에는, 도시하지 않지만, 흑색의 표시 품질을 향상시켜, 화상의 콘 트라스트를 높이기 위한 블랙 스트라이프로 불리는, 유리 및 흑색 안료로 이루어지는 흑색막이 배치되어 있다. 표시 전극(13)에 포함되는 각 전극 및 흑색막은, 예를 들면, 스크린 인쇄 등의 수법에 의해 전면판(1)의 주면상에 형성할 수 있다.
전면판(1)에는, 표시 전극(13)을 피복하도록 유전체층(14)이 배치되어 있고, 유전체층(14) 상에는(유전체층(14)의 방전 공간(31)측에는), 보호층(15)이 배치되어 있다. 유전체층(14)은 PDP(51)가 화상을 표시할 때, 전하를 축적하는 콘덴서의 역할을 완수한다. 유전체층(14)에는, PDP로서 일반적인 재료를 이용하면 되고, 예를 들면, 산화납(PbO), 산화 비스무트(Bi2O3) 혹은 산화인(P2O5) 등을 주성분으로 하는 저융점 유리로 이루어지는 층이면 좋다. 유전체층(14)은 저융점 유리와 수지와 용제를 혼련하여 얻은 유전체 페이스트를, 인쇄(예를 들면, 스크린 인쇄, 다이코트 인쇄) 또는 전사(예를 들면, 필름 라미네이트법) 등의 수법에 의해 전면판(1)상에 도포하고, 건조 및 소성함으로써 형성할 수 있다.
보호층(15)에도 PDP로서 일반적인 재료를 이용하면 되고, 예를 들면, MgO로 이루어지는 층이면 좋다. 보호층(15)은 전자 빔 증착법, 이온 도금법, 혹은, 스퍼터법 등에 의해 유전체층(14) 상에 형성할 수 있다.
배면판(2)에는, 유전체층(22), 스트라이프상의 격벽(21) 및 스트라이프상의 어드레스 전극(23)이 배치되어 있다. 유전체층(22)은 어드레스 전극(23)을 피복하도록 배치되어 있고, 격벽(21)은 서로 평행이 되도록 배치되어 있다. 인접하는 격벽(21)의 사이에는 형광체층(3)이 배치되어 있고, 격벽(21)에 의해서 분할된, 방전 공간(31)에 있어서의 어드레스 전극(23) 및 표시 전극(13)의 교점으로 둘러싸인 영역이, 방전 셀이 된다. 어드레스 전극(23)의 구성은, 예를 들면 상술한 버스 전극의 구성과 동일하면 되고, 유전체층(22)은 유전체층(14)과 동일하면 된다. 격벽(21)은, 유리 및 안료 등을 이용해 형성하면 된다.
제1 및 제2의 형광체를 포함하는 형광체층(3)은, PDP에 있어서의 종래의 형광체층과 동일한 방법에 의해 형성할 수 있고, 예를 들면, 5중량％~10중량％의 농도로 에틸셀룰로오스 및／또는 니트로셀룰로오스를 포함하는 α-테르피네올 등의 유기용매 내에, 제1 및 제2의 형광체를 분산해 얻어진 페이스트를, 스크린 인쇄 또는 라인 제트법에 의해 격벽(21)간에 도포하고, 450℃~550℃의 범위에서 소성하여, 형성할 수 있다. 유기용매 중에 제1 및 제2의 형광체를 분산시킬 때, 제1 및 제2의 형광체의 혼합물을 분산시켜도 되고, 각각의 형광체를 개별적으로 유기 용매에 투입함으로써 분산시켜도 된다.
전면판(1) 및 배면판(2)은 보호층(15) 및 격벽(21)이 방전 공간(31)에 면하도록, 또한, 스트라이프상의 표시 전극(13) 및 어드레스 전극(23)이, 전면판(1) 및 배면판(2)의 주면으로부터 봐서 직교하도록 대향하여 배치되어 있다. 전면판(1) 및 배면판(2)의 주 가장자리부에는, 저융점 유리로 이루어지는 봉착 부재가 배치되어 있고, 방전 공간(31)의 기밀이 유지되어 있다. 방전 공간(31) 내에는, 네온이나 크세논 등의 희가스를 포함하는 방전 가스가 충전되어 있다. 방전 공간(31) 내에 있어서의 방전 가스의 압력은, 예를 들면, 53kPa~79kPa(400Torr~600Torr)의 범위이면 된다.
PDP(51)에서는, 표시 전극(13)에 영상 신호 전압을 선택적으로 인가하여 형광체층(3)에 포함되는 형광체를 여기시키고, 여기한 형광체가 적색, 녹색 또는 청색을 발광함으로써, 컬러 화상을 표시할 수 있다.
PDP(51)의 제조 방법에는, PDP의 제조 방법으로서 일반적인 방법을 이용하면 된다.
본 발명의 가스 방전 발광 패널은, 도 1에 도시하는 PDP에 한정되지 않고, 가스 방전에 의해 발생시킨 자외선(특히, 파장 200㎚ 이하의 진공 자외선)을 형광체에 조사함으로써, 형광체로부터 방출되는 광을 이용하는 발광 패널인 한, 특별히 한정되지 않는다. 이러한 발광 패널로는, PDP 외에, 액정 패널용 백 라이트, 문자 표시용 디스플레이, 조명용 패널 등을 들 수 있지만, 그 중에서도, 색도 및 휘도의 변동이 패널의 표시 특성에 큰 영향을 미치는 PDP에 본 발명을 적용하는 경우에, 얻을 수 있는 효과가 크다.
실시예
이하, 실시예를 이용해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명은, 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
(실시예 1)
실시예 1에서는, SMS와 BAM를 포함하는 형광체층(A)과, BAM으로 이루어지는 형광체층(B)과, SMS로 이루어지는 형광체층(C)을 구비하는 PDP를 제작하고, 제작한 PDP에 대해서 점등 시험을 행해, 패널의 구동에 수반하는, 각 형광체층의 발광 특성의 변동을 평가했다. SMS의 조성은, a=3, b=0.005, 및, c=2로 했다.
최초에, 에틸셀룰로오스 함유(50중량％)α-테르피네올 분산 용매 중에, SMS 및／또는 BAM를 분산함으로써 페이스트를 형성하고, 형성한 페이스트를, 스크린 인쇄 또는 라인 제트법에 의해 유리로 이루어지는 기판에 도포하고, 전체를 450℃~550℃의 범위에서 소성하여, 형광체층(A~C)을 제작했다. 형광체층(A)은 형광체층 내의 전 형광체에 있어서의 SMS의 체적분율이 25％인 형광체층(A-1)과, SMS의 체적분율이 70체적％인 형광체층(A-2)의 2종류를 제작했다.
다음에, 제작한 각 형광체층을 이용해, 도 1에 도시하는 PDP(51)를 제작했다. PDP(51)의 제작은, 일반적인 PDP의 제작 방법에 따랐다. PDP(51)의 제작에 있어서는, 방전 공간의 분위기의 차이에 의한 발광 특성 변동의 불균형을 막기 위해, 1개의 패널 내에, 형광체층(A~C)의 전체를 배치했다.
다음에, 이와 같이 제작한 PDP(51)를, 일반적인 PDP 구동 장치에 접속해 연속 점등시키고, 각 형광체층에 있어서의 휘도(Y／y) 및 색도(y)의 경시적인 변동을, CRT 컬러 애널라이저(코니카 미놀타 제：CA-100plus)를 이용해 측정했다. 휘도 및 색도의 변동을 측정하는 PDP의 영역은 백색을 연속적으로 점등, 표시시키는 것으로 하고, 휘도는, 초기치를 100％로 하는 발광 강도의 상대치로서 평가했다. 또한, 연속 점등시키는 시간은 2500시간으로 하고, 패널의 점등을 위해서 방전 공간에 인가하는 교류 전압은 175V로 했다.
측정 결과를 도 4에 도시한다. 도 4(a)에 도시하는 바와같이, BAM로 이루어지는 형광체층(B)은, 패널의 구동에 의해 그 휘도가 저하하고, SMS로 이루어지는 형광체층(C)은 패널의 구동에 의해 그 휘도가 증가했다. 한편, 형광체로서 SMS를 25체적％, BAM를 75체적％ 포함하는 형광체층(A-1)에서는, 형광체층(B)에 비해, 패널의 구동에 의한 휘도의 변동을 저감할 수 있다.
한편, 도 4(b)에 도시하는 바와같이, BAM로 이루어지는 형광체층(B)은 패널의 구동에 의해 그 색도(y)가 증가하고(도 4(b)에서는, 색도(y)의 변동을, 그 초기치로부터의 변동량(Δy)에 의해 나타낸다), SMS로 이루어지는 형광체(C)는, 패널의 구동에 의해 그 색도(y)가 저하했다. 한편, 형광체로서 SMS를 70체적％, BAM를 30체적％ 포함하는 형광체층(A-2)에서는, 형광체층(B)에 비해, 패널의 구동에 의한 색도(y)의 변동을 저감할 수 있다.
(실시예 2)
실시예 2에서는, 활성 원소인 Eu의 함유율을 변화시킨 SMS 형광체 샘플을 복수 제작하고, 발광 특성으로서 그 휘도의 변화를 평가했다.
출발 원료로서 SrCO3, Eu2O3, MgO 및 SiO2를 이용해, 이들을 소정의 조성이 되도록 칭량하고, 볼 밀에 의해 순수한 물 중에서 습식 혼합했다. 다음에, 형성한 혼합물을, 150℃에서 10시간 건조한 후에, 대기중 1100℃에서 4시간 소성하고, 또한, 질소, 수소 및 산소의 혼합 가스 중 1100~1300℃에서 4시간 소성하여 형광체(SMS)를 얻었다. 여기서, 혼합 가스 중의 산소 분압을 정밀하게 제어함으로써, 형광체 입자의 표면 근방의 2가 Eu율을 50％이하로 했다. 2가 Eu율은, XPS(X선 광 전자 분광 분석 장치)에 의해, 2가 Eu에 기인하는 피크와, 3가 Eu에 기인하는 피크의 강도비(피크 면적비)로부터 구했다.
실시예 2에 있어서 제작한 SMS 샘플의 조성을, a, b 및 c의 값으로 하고, 표 1에 표시한다. 실시예 2에서는, Eu의 함유율에 상당하는 b의 값이 0.001~0.03의 범위에 있는 실시예 샘플을 8종류(샘플 1~8), b의 값이 0.1인 비교예 샘플을 1종류(샘플 A) 제작했다.
이와 같이 제작한 각 샘플에 대해서, (1) 제작한 상태인 분말 상태에 있어서의 휘도, (2) 유기 용매와 혼합하여 형성한 형광체 페이스트를, 배면판에 있어서의 격벽간에 도포하고, 500℃에서 소성하여 형광체층으로 했을 때의 휘도, (3) 실시예 1과 동일하게 PDP 패널을 조립하고, 패널의 구동을 개시하여 10시간 경과했을 때의 휘도, 및, (4) 상기(3)의 시점으로부터 패널의 구동을 1000시간 계속했을 때의 휘도를 평가했다. (1) 및 (2)는 분말 혹은 배면판 상에 형성된 형광체층의 상태에 있는 형광체에 파장 145nm의 자외선을 조사하여 평가하고, (3) 및 (4)는 실시예 1과 동일하게 평가했다. 또한, (3)의 10시간이란, PDP의 제조 공정에 있어서, 일반적으로 에이징 처리가 완료한다고 여겨지는 시간에 상당한다.
이하의 표 1에 평가 결과를 나타낸다. 또한, 종래예로서 BAM 및 CMS(CaMgSi2O6：Eu2 ＋)의 양 형광체에 대한 평가 결과도 아울러 나타낸다. 또한, 각 샘플의 휘도는 모두 상술한 값(Y／y)에 의해 평가하고, BAM의 분말 상태에 있어서의 휘도를 100으로 하는 상대치로 표시한다.
<표 1>
Figure 112008005951350-PCT00001
표 1에 표시하는 바와같이, 종래의 청색 형광체인 BAM 및 CMS에서는, (1) 분말 상태의 휘도가 가장 높고, (2) 형광체층의 형성 시, (3) 패널 구동 개시부터 10시간 후, 및, (4) 1000시간 더 패널 구동 후, 의 순으로, 그 휘도는 계속 저하했다. (3)의 시점 및 (4)의 시점의 결과를 비교하면, 1000시간의 패널 구동에 의해, BAM에서는 약 10％의, CMS에서는 약 9.4％의 휘도 저하가 생기는 것을 알 수 있다.
이에 대해서 샘플 1~8에서는, 형광체층의 형성에 의해, 그 휘도가 한번 크게 저하했지만, 패널의 구동에 의해 그 휘도가 증가하는 것을 알 수 있다. (3)의 시점 및 (4)의 시점의 결과를 비교하면, 표 1에 표시하는 바와같이, 1000시간의 패널 구동에 의해, 샘플 1에서는 약 1.5％, 샘플 2에서는 약 3.8％, 샘플 3에서는 약 4.2％, 샘플 4에서는 13.6％, 샘플 5에서는 약 8.7％, 샘플 6에서는 약 11.1％, 샘 플 7에서는 약 8.4％, 샘플 8에서는 약 3.3％의 휘도의 증가가 생겼다.
샘플 1~8과 같이, 형광체층의 형성에 의해 한번 휘도가 저하한 후, 패널의 구동에 의해 휘도가 증가하는 경향을 나타내는 형광체는, 종래, 알려져 있지 않다. 샘플 1~8에 있어서, 이러한 휘도의 변동이 나타나는 이유는 명확하지 않지만, 형광체층 형성 시의 열처리에 의해서 생긴 SMS의 열 열화가, 패널의 구동 분위기에 의해 회복되는 것이 원인이 아닐까 생각된다.
(실시예 3)
실시예 3에서는, 실시예 2에서 제작한 SMS 형광체 샘플의 발광 특성으로서 그 색도(y)의 변화를 평가했다.
구체적으로는, 실시예 2에서 제작한 실시예 샘플 1~8 및 비교예 샘플 A에 대해서, (1) 제작한 상태인 분말 상태에 있어서의 색도 y, (2) 유기용매와 혼합하여 형성한 형광체 페이스트를, 배면판에 있어서의 격벽간에 도포하고, 500℃에서 소성하여 형광체층으로 했을 때의 색도 y, (3) 실시예 1과 동일하게 PDP 패널을 조립하고, 패널의 구동을 개시하여 10시간 경과했을 때의 색도 y, 및, (4) 상기 (3)의 시점에서 패널의 구동을 1000시간 계속했을 때의 색도 y를 평가했다. (1) 및 (2)는 분말 혹은 배면판 상에 형성된 형광체층의 상태에 있는 형광체에 파장 145㎚의 자외선을 조사해 평가하고, (3) 및 (4)는 실시예 1과 동일하게 평가했다. 또한, 상술한 것처럼, (3)의 10시간이란, PDP의 제조 공정에 있어서, 일반적으로 에이징 처리가 완료되는 시간에 상당한다.
이하의 표 2에 평가 결과를 나타낸다. 또한, 종래예로서 BAM 및 CMS(CaMgSi206：Eu2 +)의 양 형광체에 대한 평가 결과도 함께 나타낸다.
<표 2>
Figure 112008005951350-PCT00002
표 2에 표시하는 바와같이, 종래의 청색 형광체인 BAM 및 CMS에서는, (1) 분말 상태의 색도(y)가 가장 작고, (2) 형광체층의 형성 시, (3) 패널 구동 개시부터 10시간 후, 및, (4) 새로운 1000시간의 패널 구동 후,의 순으로, 그 값은 계속 증가했다. (3)의 시점 및 (4)의 시점의 결과를 비교하면, 1000시간의 패널 구동에 의해, BAM에서는 0.0014의, CMS에서는 0.0003의 색도(y)의 증가가 생기는 것을 알수 있다.
이에 대해서 샘플 1~8에 있어서의 색도(y)는, 형광체층의 형성 및 에이징 처리에 의해 한번은 증가하지만, 그 후의 패널의 구동에 의해 반대로 저하하는 것을 알 수 있다.
샘플 1~8과 같이, 형광체층의 형성에 의해 색도(y)가 증가한 후, 패널의 구 동에 의해 색도(y)가 저하하는 경향을 나타내는 형광체는, 종래, 알려져 있지 않다. 샘플 1~8에 있어서, 이러한 색도(y)의 변동을 나타내는 이유는 명확하지 않지만, 상술한 휘도의 변화와 같이, 형광체층 형성 시의 열처리에 의해서 생긴 SMS의 열 열화가, 패널의 구동 분위기에 의해 회복되는 것이 원인이 아닐까 생각된다.
본 발명에 의하면, 패널의 구동에 수반하는 발광 특성의 변동 방향이 서로 상반되는 형광체를 포함하는 형광체층을 구비함으로써, 표시 특성의 열화가 억제된 가스 방전 발광 패널을 제공할 수 있다.

Claims (13)

  1. 방전 공간을 통해 대향하도록 배치된 전면판 및 배면판과,
    상기 배면판에 있어서의 상기 방전 공간측의 주면상에 배치되고, 상기 방전 공간에 있어서 발생한 자외선에 의해 발광하는 형광체층을 구비하는 가스 방전 발광 패널로서,
    상기 형광체층은, 상기 패널의 구동에 수반하는, 휘도 및 색도로부터 선택되는 적어도 1개 특성의 변동 방향이 서로 상반되는 제1 및 제2의 형광체를 포함하는, 가스 방전 발광 패널.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1의 형광체에 있어서의 상기 변동 방향이, 휘도가 증가하는 방향인, 가스 방전 발광 패널.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1의 형광체가, 식 aSrO·bEuO·MgO·cSiO2에 의해 표시되는 형광체인, 가스 방전 발광 패널.
    단, 상기 식에 있어서, a, b 및 c는 이하의 관계를 만족한다.
    2.97≤a≤3.5
    0.001≤b≤0.03
    1.9≤c≤2.1
  4. 청구항 2에 있어서,
    국제 조명 위원회(CIE) 규정의 XYZ표색계에 있어서의 자극치(Y)를, 상기 표색계에 의거하는 색도 좌표(x, y)에 있어서의 색도(y)로 나눈 값(Y／y)으로 표시되는 상기 제1 형광체의 휘도가, 패널의 구동 1000시간당 3％이상 증가하는, 가스 방전 발광 패널.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2의 형광체가, BaMgAl10O17：Eu2 ＋인, 가스 방전 발광 패널.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1의 형광체에 있어서의 상기 변동의 방향이, 국제 조명 위원회(CIE) 규정의 XYZ표색계에 의거하는 색도 좌표(x, y)에 있어서의 색도(y)가 감소하는 방향인, 가스 방전 발광 패널.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1의 형광체가, 식 aSrO·bEuO·MgO·cSiO2에 의해 표시되는 형광체 인, 가스 방전 발광 패널.
    단, 상기 식에 있어서, a, b 및 c는 이하의 관계를 만족한다.
    2.97≤a≤3.5
    0.001≤b≤0.03
    1.9≤c≤2.1
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2의 형광체가, BaMgAl10O17：Eu2 ＋인, 가스 방전 발광 패널.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2의 형광체가, 파장 440~470nm의 범위에 발광 스펙트럼의 피크를 가지는 청색 형광체인, 가스 방전 발광 패널.
  10. 청구항 1에 있어서,
    플라즈마 디스플레이 패널인, 가스 방전 발광 패널.
  11. 방전 공간을 통해 대향하도록 배치된 전면판 및 배면판과,
    상기 배면판에 있어서의 상기 방전 공간측의 주면상에 배치되고, 상기 방전 공간에 있어서 발생한 자외선에 의해 발광하는 형광체층을 구비하는 가스 방전 발 광 패널로서,
    상기 형광체층은, 식 aSrO·bEuO·MgO·cSiO2에 의해 표시되는 제1의 형광체와, 제2의 형광체로서 BaMgAl10O17：Eu2 ＋를 포함하는, 가스 방전 발광 패널.
    단, 상기 식에 있어서, a, b 및 c는 이하의 관계를 만족한다.
    2.97≤a≤3.5
    0.001≤b≤0.03
    1.9≤c≤2.1
  12. 청구항 11에 있어서,
    국제 조명 위원회(CIE) 규정의 XYZ표색계에 있어서의 자극치(Y)를, 상기 표색계에 의거하는 색도 좌표(x, y)에 있어서의 색도(y)로 나눈 값(Y／y)으로 표시되는 상기 제1의 형광체의 휘도가, 패널의 구동 1000시간당 3％이상 증가하는, 가스 방전 발광 패널.
  13. 청구항 11에 있어서,
    플라즈마 디스플레이 패널인, 가스 방전 발광 패널.
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