KR20120030539A - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR20120030539A
KR20120030539A KR1020127001064A KR20127001064A KR20120030539A KR 20120030539 A KR20120030539 A KR 20120030539A KR 1020127001064 A KR1020127001064 A KR 1020127001064A KR 20127001064 A KR20127001064 A KR 20127001064A KR 20120030539 A KR20120030539 A KR 20120030539A
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KR1020127001064A
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요시히사 나가사끼
가즈히꼬 스기모또
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파나소닉 주식회사
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Abstract

플라즈마 디스플레이 패널은, 전면판과, 전면판에 대향 배치된 배면판과, 배면판 상에 형성된 형광체층을 구비한다. 형광체층은, Zn2SiO4:Mn과 (Y1 -X, GdX)3Al5O12:Ce(단, 0≤X≤1)를 포함하는 녹색 형광체층을 갖는다. Zn2SiO4:Mn은, Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계에 대한 Mn의 함유량이 8원자％ 이상 10원자％ 이하이며, 또한, Si의 함유량에 대한 Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계가 197원자％ 이상 202원자％ 이하이다. (Y1 -X, GdX)3Al5O12:Ce의 함유량은, Zn2SiO4:Mn의 함유량과 (Y1-X, GdX)3Al5O12:Ce의 함유량의 합계에 대하여, 20중량％ 이상 50중량％ 이하이다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}
본 발명은, 자외선에 의해 여기되는 형광체를 포함하는 형광체층을 갖는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널(이하, 「PDP」라고 칭함)의 표시 화상의 품질은, 형광체층의 잔광 특성에 의해 크게 좌우된다. 형광체층의 발광 강도가 최대값이 되는 시점으로부터 발광 강도가 최대값의 1/10이 되는 시점까지의 시간을 잔광 시간이라 하면, 잔광 시간이 짧을수록 PDP의 표시 화상의 품질은 향상된다.
형광체층에 포함되는 녹색 형광체로서, Zn2SiO4:Mn이나 (Y, Gd)BO3:Tb가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2, 3 및 4). 이들 녹색 형광체는, 잔광 시간을 단축하기 위해, 예를 들면 잔광 시간이 짧은 (Y, Gd)Al3(BO3)4:Tb와 혼합된다. 또한, Zn2SiO4:Mn 자체의 잔광 시간을 단축하기 위해, 발광 중심인 망간(Mn)의 농도를 높여야 한다.
일본 특허 출원 공개 평10-195428호 공보 일본 특허 출원 공개 2006-274137호 공보 일본 특허 출원 공개 평11-86735호 공보 일본 특허 출원 공개 2001-236893호 공보
PDP는, 전면판과, 전면판에 대향 배치된 배면판과, 배면판 상에 형성된 형광체층을 구비한다. 형광체층은, Zn2SiO4:Mn과 (Y1 -X, GdX)3Al5O12:Ce(단, 0≤X≤1)를 포함하는 녹색 형광체층을 갖는다. Zn2SiO4:Mn은, Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계에 대한 Mn의 함유량이 8원자％ 이상 10원자％ 이하이며, 또한, Si의 함유량에 대한 Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계가 197원자％ 이상 202원자％ 이하이다. (Y1-X, GdX)3Al5O12:Ce의 함유량은, Zn2SiO4:Mn의 함유량과 (Y1 -X, GdX)3Al5O12:Ce의 함유량의 합계에 대하여, 20중량％ 이상 50중량％ 이하이다.
도 1은 실시 형태에 있어서의 PDP의 구조를 도시하는 분해 사시도이다.
[1. PDP의 구성]
도 1에 도시하는 바와 같이, PDP(10)는, 전면 기판(11)과 배면 기판(17)을 대향 배치하고 있다.
글래스제의 전면 기판(11) 상에는, 평행하게 배치된 주사 전극(12)과 유지 전극(13)으로 쌍을 이루는 표시 전극(14)이 복수 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 주사 전극(12) 및 유지 전극(13)은, 주사 전극(12), 유지 전극(13), 유지 전극(13), 주사 전극(12)의 순서로 배열되어 있다. 주사 전극(12)은, 폭이 넓은 투명 전극(12a) 상에 폭이 좁은 버스 전극(12b)이 적층되어 있다. 유지 전극(13)도 마찬가지로, 폭이 넓은 투명 전극(13a) 상에 폭이 좁은 버스 전극(13b)이 적층되어 있다. 투명 전극(12a, 13a)은, 산화 인듐 주석(ITO), 산화 주석(SnO2), 산화 아연(ZnO) 등의 도전성의 금속 산화물을 포함한다. 버스 전극(12b, 13b)은, 도전성을 높이기 위해 형성되고, 은(Ag) 등의 금속을 포함한다.
전면 기판(11) 상에는, 표시 전극(14)을 덮는 유전체층(15)이 형성되어 있다. 유전체층(15)은, 막 두께가 약 40㎛이다. 유전체층(15)은, 산화 비스무트(Bi2O3)계 저융점 글래스 또는 산화 아연(ZnO)계 저융점 글래스로 형성되어 있다.
유전체층(15) 상에는, 산화 마그네슘(MgO)으로 이루어지는 보호층(16)이 형성되어 있다. 보호층(16)은, 막 두께가 약 0.8㎛이다. 보호층(16)은, 산화 마그네슘(MgO)을 주체로 하는 알칼리 토류 금속 산화물로 이루어지는 박막층이다. 보호층(16)은, 유전체층(15)을 이온 스퍼터로부터 보호하기 위해 형성된다. 또한, 보호층(16)은, 방전 개시 전압 등의 방전 특성을 안정시키기 위해 형성된다.
글래스제의 배면 기판(17) 상에는, 평행하게 배치된 복수의 데이터 전극(18)이 형성되어 있다. 데이터 전극(18)은, 은(Ag) 등을 주성분으로 하는 도전성이 높은 재료를 포함한다.
데이터 전극(18)을 덮도록 기초 유전체층(19)이 형성되어 있다. 기초 유전체층(19)은, 산화 비스무트(Bi2O3)계 저융점 글래스 등이다. 기초 유전체층(19)에는, 가시광을 반사시키기 위해 산화 티타늄(TiO2) 입자가 혼합되어도 된다.
기초 유전체층(19) 상에는 격벽(22)이 형성되어 있다. 격벽(22)은, 세로 격벽(22a)과 세로 격벽(22a)에 직교하는 가로 격벽(22b)에 의해 우물정자형 형상으로 구성되어 있다. 격벽(22)에는, 저융점 글래스 재료 등이 포함된다. 화면 사이즈가 42인치인 풀 하이비젼 텔레비젼에 맞추면, 예를 들면 격벽(22)의 높이는 0.1mm 내지 0.15mm, 인접하는 세로 격벽(22a)의 피치는 0.15mm이다.
기초 유전체층(19)의 표면과 격벽(22)의 측면에는, 형광체층(23)이 형성되어 있다. 형광체층(23)은, 적색으로 발광하는 적색 형광체층(23a), 녹색으로 발광하는 녹색 형광체층(23b) 및 청색으로 발광하는 청색 형광체층(23c)을 포함한다. 적색 형광체층(23a), 녹색 형광체층(23b) 및 청색 형광체층(23c)은, 세로 격벽(22a)을 개재하여, 순서대로 형성되어 있다.
전면 기판(11)과 배면 기판(17)은, 표시 전극(14)과 데이터 전극(18)이 교차하도록 대향 배치되어 있다. 전면 기판(11)과 배면 기판(17)의 외주부는, 프릿 등의 봉착재(도시 생략)에 의해 봉착되어 있다. 봉착된 전면 기판(11)과 배면 기판(17) 사이에는, 방전 공간이 형성되어 있다. 방전 공간에는, 예를 들면 크세논(Xe) 등을 포함하는 방전 가스가 약 6×104Pa의 압력으로 봉입되어 있다. 방전 공간은 격벽(22)에 의해 복수의 구획으로 구획되어 있다. 표시 전극(14)과 데이터 전극(18)이 교차하는 부분에 방전 셀(24)이 형성되어 있다. 각 색의 형광체층(23)을 갖는 방전 셀(24) 내에서 방전을 발생시킴으로써, 각 색의 형광체층(23)이 발광한다. 이에 의해 PDP(10)가 화상을 표시할 수 있다. 또한, PDP(10)의 구조는 상술한 것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 격벽(22)의 형상이 스트라이프 형상 이어도 된다.
[2. PDP의 제조 방법]
PDP(10)의 제조 방법은, 전면 기판(11) 상에 표시 전극(14) 등을 형성하는 전면판 형성 공정과, 배면 기판(17) 상에 데이터 전극(18) 등을 형성하는 배면판 형성 공정과, 전면 기판(11)과 배면 기판(17)을 조립하는 조립 공정이 있다.
[2-1. 전면판 형성 공정]
전면판 형성 공정에서는, 전면 기판(11) 상에, 표시 전극(14) 및 유전체층(15)이 형성된다.
우선, 전면 기판(11) 상에, 주사 전극(12) 및 유지 전극(13)이 형성된다. 예를 들면, 스퍼터법 등에 의해, ITO 박막이 전면 기판(11)에 형성된다. 그리고 리소그래피법에 의해 소정의 패턴의 투명 전극(12a, 13a)이 형성된다. 버스 전극(12b, 13b)의 재료에는, Ag, Ag를 결착시키기 위한 글래스 프릿, 감광성 수지 및 용제 등을 포함하는 페이스트가 이용된다. 버스 전극 페이스트는, 스크린 인쇄법 등에 의해, 투명 전극(12a, 13a)을 덮도록 전면 기판(11) 상에 도포된다. 다음으로 건조로에 의해, 버스 전극 페이스트 중의 용제가 제거된다. 다음으로 소정의 패턴의 포토마스크를 개재하여, 버스 전극 페이스트가 노광된다. 다음으로 버스 전극 페이스트가 현상되어, 버스 전극 패턴이 형성된다. 다음으로 소성로에 의해, 버스 전극 패턴이 소정의 온도에서 소성된다. 이에 의해, 버스 전극 패턴 중의 감광성 수지가 제거된다. 또한, 버스 전극 패턴 중의 글래스 프릿이 용융한다. 용융한 글래스 프릿은, 소성 후에 다시 글래스화한다.
투명 전극(12a)과 투명 전극(13a) 사이의 상대적으로 좁은 영역은, 방전이 발생하는 메인 갭이다. 투명 전극(12a)과 투명 전극(13a) 사이의 상대적으로 넓은 영역은, 방전이 발생하지 않는 인터픽셀 갭이다.
다음으로, 표시 전극(14)을 덮는 유전체층(15)이 형성된다. 유전체층(15)의 재료에는, 유전체 글래스 프릿과 수지와 용제 등을 포함하는 유전체 페이스트가 이용된다. 예를 들면, 다이 코트법에 의해, 소정의 두께로 주사 전극(12) 및 유지 전극(13)을 덮도록, 유전체 페이스트가 전면 기판(11) 상에 도포된다. 다음으로, 건조로에 의해, 유전체 페이스트 중의 용제가 제거된다. 마지막으로, 소성로에 의해, 유전체 페이스트가 소정의 온도에서 소성된다. 이에 의해, 유전체 페이스트 중의 수지가 제거된다. 또한, 유전체 글래스 프릿이 용융한다. 용융한 글래스 프릿은, 소성 후에 다시 글래스화한다. 여기서, 유전체 페이스트를 다이 코트하는 방법 이외에도, 스크린 인쇄법, 스핀 코트법 등이 이용되어도 된다. 또한, CVD(Chemical Vapor Deposition)법 등에 의해, 유전체층(15)이 되는 막이 형성되어도 된다.
이상의 전면판 형성 공정에 의해, 전면 기판(11) 상에 표시 전극(14) 및 유전체층(15)이 형성된다.
[2-2. 배면판 형성 공정]
배면판 형성 공정에서는, 배면 기판(17) 상에, 데이터 전극(18), 기초 유전체층(19), 격벽(22), 형광체층(23) 및 봉착재(도시 생략)가 형성된다.
우선, 배면 기판(17) 상에, 데이터 전극(18)이 형성된다. 데이터 전극(18)의 재료에는, 도전성을 확보하기 위한 Ag와 Ag를 결착시키기 위한 글래스 프릿과 감광성 수지와 용제 등을 포함하는 데이터 전극 페이스트가 이용된다. 예를 들면, 스크린 인쇄법에 의해, 데이터 전극 페이스트가 소정의 두께로 배면 기판(17) 상에 도포된다. 다음으로, 건조로에 의해, 데이터 전극 페이스트 중의 용제가 제거된다. 다음으로, 소정의 패턴의 포토마스크를 개재하여, 데이터 전극 페이스트가 노광된다. 다음으로, 데이터 전극 페이스트가 현상되어, 데이터 전극 패턴이 형성된다. 마지막으로, 소성로에 의해, 데이터 전극 패턴이 소정의 온도에서 소성된다. 이에 의해, 데이터 전극 패턴 중의 감광성 수지가 제거된다. 또한, 데이터 전극 패턴 중의 글래스 프릿이 용융한다. 용융한 글래스 프릿은, 소성 후에 다시 글래스화한다. 여기서, 데이터 전극 페이스트를 스크린 인쇄하는 방법 이외에도, 스퍼터법, 증착법 등이 이용되어도 된다.
다음으로, 기초 유전체층(19)이 형성된다. 기초 유전체층(19)의 재료에는, 유전체 글래스 프릿과 수지와 용제 등을 포함하는 기초 유전체 페이스트가 이용된다. 예를 들면, 스크린 인쇄법에 의해, 기초 유전체 페이스트가 소정의 두께로 데이터 전극(18)이 형성된 배면 기판(17) 상에 데이터 전극(18)을 덮도록 도포된다. 다음으로, 건조로에 의해, 기초 유전체 페이스트 중의 용제가 제거된다. 마지막으로, 소성로에 의해, 기초 유전체 페이스트가 소정의 온도에서 소성된다. 이에 의해, 기초 유전체 페이스트 중의 수지가 제거된다. 또한, 유전체 글래스 프릿이 용융한다. 용융한 글래스 프릿은, 소성 후에 다시 글래스화한다. 여기서, 다이 코트법, 스핀 코트법 등이 이용되어도 된다. 또한, CVD법 등에 의해, 기초 유전체층(19)이 되는 막이 형성되어도 된다.
다음으로, 포토리소그래피법에 의해, 격벽(22)이 형성된다. 격벽(22)의 재료에는, 필러와, 필러를 결착시키기 위한 글래스 프릿과, 감광성 수지와, 용제 등을 포함하는 격벽 페이스트가 이용된다. 예를 들면, 다이 코트법에 의해, 격벽 페이스트가 소정의 두께로 기초 유전체층(19) 상에 도포된다. 다음으로, 건조로에 의해, 격벽 페이스트 중의 용제가 제거된다. 다음으로, 소정의 패턴의 포토마스크를 개재하여, 격벽 페이스트가 노광된다. 다음으로, 격벽 페이스트가 현상되어, 격벽 패턴이 형성된다. 마지막으로, 소성로에 의해, 격벽 패턴이 소정의 온도에서 소성된다. 이에 의해, 격벽 패턴 중의 감광성 수지가 제거된다. 또한, 격벽 패턴 중의 글래스 프릿이 용융한다. 용융한 글래스 프릿은, 소성 후에 다시 글래스화한다. 여기서, 포토리소그래피법 이외에도, 샌드 블러스트법 등이 이용되어도 된다.
다음으로, 형광체층(23)이 형성된다. 형광체층(23)의 재료에는, 형광체 재료와 바인더와 용제 등을 포함하는 형광체 페이스트가 이용된다. 예를 들면, 디스펜스법에 의해, 형광체 페이스트가 인접하는 격벽(22) 사이에 소정의 두께로 도포된다. 즉, 격벽(22) 사이의 기초 유전체층(19) 위 및 격벽(22)의 측면에 형광체 페이스트가 도포된다. 다음으로, 건조로에 의해, 형광체 페이스트 중의 용제가 제거된다. 마지막으로, 소성로에 의해, 형광체 페이스트가 소정의 온도에서 소성된다. 이에 의해, 형광체 페이스트 중의 수지가 제거된다. 여기서, 디스펜스법 이외에도, 스크린 인쇄법, 잉크젯법 등이 이용되어도 된다. 또한, 형광체 재료에 대해서는, 이후에 상술된다.
마지막으로, 디스펜스법에 의해, 배면 기판(17)의 주연부에 봉착재가 형성된다. 봉착재의 재료에는, 글래스 프릿과 바인더와 용제 등을 포함하는 봉착 페이스트가 이용된다. 봉착 페이스트는, 디스펜스법 등에 의해, 배면 기판(17)의 주연부에 도포된다. 다음으로 건조로에 의해, 봉착 페이스트 중의 용제가 제거된다.
이상의 배면판 형성 공정에 의해, 배면 기판(17) 상에, 데이터 전극(18), 기초 유전체층(19), 격벽(22), 형광체층(23) 및 봉착재가 형성된다.
[2-3. 조립 공정]
조립 공정에서는, 표시 전극(14) 등이 형성된 전면 기판(11)과, 데이터 전극(18) 등이 형성된 배면 기판(17)이 조립된다.
우선, 전면 기판(11)과 배면 기판(17)이, 표시 전극(14)과 데이터 전극(18)이 직교하도록, 대향 배치된다. 그리고 전면 기판(11)과 배면 기판(17)은, 예를 들면 클립 등으로 고정된다. 고정된 전면 기판(11)과 배면 기판(17)은, 봉착로 내로 반송된다. 배면 기판(17)에는, 배기 구멍이 형성되어 있고, 배기 구멍에는 배기관이 배치되어 있다. 배기관은 배기 구멍을 통해 방전 공간과 도통하고 있다. 배기관은, PDP(10) 내 배기 장치 및 방전 가스 도입 장치에 접속되어 있다. 봉착재로서는, 예를 들면 연화점 온도가 380℃의 저융점 글래스가 이용된다. 전면 기판(11)과 배면 기판(17)은, 봉착재의 연화점 온도 380℃를 초과하는 온도, 예를 들면 420℃ 정도가 될 때까지 승온된다. 전면 기판(11)과 배면 기판(17)은, 그 온도에서 10분간 정도 유지된다. 이에 의해, 봉착재가 충분히 용융한다. 그리고 봉착재의 연화점 온도 이하의 예를 들면 300℃까지 강온시킴으로써, 전면 기판(11)과 배면 기판(17)이 봉착된다. 다음으로 방전 공간 내가 1×10-4Pa 정도가 될 때까지 배기된다. 그 후, 방전 가스 도입 장치에 의해 방전 공간에 방전 가스가 도입된다. 방전 가스로서는, 예를 들면 Ne와 Xe의 혼합 가스가 약 6×104Pa의 압력으로 봉입된다. 마지막으로, 배기관이 밀봉된다. 그리고 전면 기판(11)과 배면 기판(17)이 봉착로로부터 취출된다.
이상의 공정에 의해, PDP(10)가 완성된다.
[3. 형광체 재료에 대해]
본 실시 형태에서는, 청색 형광체층(23c)에는, 예를 들면 잔광 시간이 짧은 BaMgAl10O17:Eu의 청색 형광체 재료가 이용된다. 적색 형광체층(23a)에는, 예를 들면 (Y, Gd)(P, V)O4:Eu 형광체 또는 Y2O3:Eu 형광체 중 적어도 하나를 포함하는 적색 형광체 재료가 이용된다. 또한, 녹색 형광체층(23b)에는, Zn2SiO4:Mn과 (Y1 -x, Gdx)3Al5O12:Ce(단, 0≤X≤1)를 포함하는 녹색 형광체 재료가 이용된다. 또는, Zn2SiO4:Mn과 (Y1 -x, Gdx)3(Al1 -y, Gay)5O12:Ce(단, 0≤x≤1, 0≤y≤0.5)를 포함하는 녹색 형광체 재료가 이용된다.
[3-1. 형광체 재료의 제조 방법]
본 실시 형태에서는, 고상 반응법에 의해 형광체 재료가 제작된다. 청색 형광체 재료로서 BaMgAl10O17:Eu는 이하의 방법으로 제작된다. 탄산 바륨(BaCO3), 탄산 마그네슘(MgCO3), 산화 알루미늄(Al2O3) 및 산화 유로피엄(Eu2O3)이 형광체 조성에 맞도록 혼합된다. 혼합물은, 공기 중에 있어서 800℃ 내지 1200℃에서 소성된다. 혼합물은, 또한 수소와 질소를 포함하는 혼합 가스 분위기에 있어서 1200℃ 내지 1400℃에서 소성된다.
적색 형광체 재료로서 (Y, Gd)(P, V)O4:Eu는 이하의 방법으로 제작된다. 산화 이트륨(Y2O3), 산화 가돌리늄(Gd2O3), 산화 바나듐(V2O5), 5산화 인(P2O5)과 산화 유로피엄(EuO2)이 형광체 조성에 맞도록 혼합된다. 혼합물은 공기 중에 있어서 600℃ 내지 800℃에서 소성된다. 혼합물은, 또한 산소와 질소를 포함하는 혼합 가스 분위기에 있어서 1000℃ 내지 1200℃에서 소성된다. 또한, 적색 형광체 재료로서 Y2O3:Eu 등이 마찬가지인 방법으로 제작되어도 된다.
녹색 형광체 재료로서, Zn2SiO4:Mn과 (Y1 -X, GdX)3Al5O12:Ce가 혼합된 형광체 재료가 제작된다. 녹색 형광체 재료의 제조 방법은, 이후에 상술된다. Zn2SiO4:Mn은, Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계에 대한 Mn의 함유량이 8원자％ 이상 10원자％ 이하로 되도록 제작된다. 또한, Zn2SiO4:Mn은, Si의 함유량에 대한 Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계가 197원자％ 이상 202원자％ 이하로 되도록 제작된다. (Y1 -X, GdX)3Al5O12:Ce의 함유량은, Zn2SiO4:Mn의 함유량과 (Y1 -X, GdX)3Al5O12:Ce의 함유량의 합계에 대하여, 20중량％ 이상 50중량％ 이하로 되도록 제작된다.
또한, Zn2SiO4:Mn과 (Y1 -x, Gdx)3(Al1 -y, Gay)5O12:Ce가 혼합된 형광체 재료가 제작되어도 된다. 이 경우, (Y1 -x, Gdx)3(Al1 -y, Gay)5O12:Ce의 함유량은, Zn2SiO4:Mn의 함유량과 (Y1 -x, Gdx)3(Al1 -y, Gay)5O12:Ce의 함유량의 합계에 대하여, 30중량％ 이상 80중량％ 이하로 되도록 제작된다.
여기서, Zn, Mn 및 Si의 함유량은, Zn2SiO4:Mn의 입자 표면으로부터 10nm 이내의 범위에 있어서의 X선 광전자 분광 분석(X-ray Photoelectron Spectroscopy)에 의해 측정된다. X선 광전자 분광 분석은, 물질의 표면 근방 10nm까지의 원소의 모습을 조사하는 방법이다. X선 광전자 분광 분석에는, 예를 들면 주사형 광전자 분광 분석 장치(ULVAC-PHI사제)가 이용된다. Zn, Mn 및 Si의 함유량은, X선 광전자 분광 분석에 의한 Zn, Si 및 Mn의 원자 비율에 기초하여 산출된 값이다. 즉, Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계에 대한 Mn의 함유량은, [Mn/(Zn＋Mn)×100(원자％)]로 나타낸다. 또한, Si의 함유량에 대한 Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계는, [(Zn＋Mn)/Si×100(원자％)]로 나타낸다.
또한, Zn2SiO4:Mn의 평균 입경은, (YX, Gd1 -x)3Al5O12:Ce의 평균 입경 이상인 것이 바람직하다. 그것은, PDP(10)의 휘도가 상대적으로 향상되기 때문이다. (YX, Gd1-x)3Al5O12:Ce는, 가시광을 흡수하는 특성을 갖는다. 또한, (YX, Gd1 -x)3Al5O12:Ce는, 입자경이 작을수록 가시광을 흡수하기 어렵다고 하는 특성을 갖는다. 그 때문에, 상기 구성으로 함으로써, Zn2SiO4:Mn 및 (Y1 -x, Gdx)3(Al1 -y, Gay)5O12:Ce로부터의 녹색 발광에 관한 가시광이, (Y1 -x, Gdx)3(Al1 -y, Gay)5O12:Ce에 의해 흡수되는 것이 억제된다. 본 실시 형태에서는, Zn2SiO4:Mn의 평균 입경(D50)은 2㎛ 이상 3㎛ 이하이다. 또한, (YX, Gd1 -x)3Al5O12:Ce 및 Zn2SiO4:Mn(Y1 -x, Gdx)3(Al1-y, Gay)5O12:Ce의 평균 입경(D50)은 1㎛ 이상 3㎛ 이하이다.
[3-2. 녹색 형광체 재료의 제조 방법]
이하, Zn2SiO4:Mn, (Y1 -x, Gdx)3Al5O12:Ce 및 (Y1 -x, Gdx)3(Al1 -y, Gay)5O12:Ce의 제조 방법이 상세하게 설명된다.
(1) Zn2SiO4:Mn의 제조 방법
Zn2SiO4:Mn은, 고상 반응법이나 액상법이나 액체 분무법을 이용하여 제작된다. 고상 반응법은, 산화물이나 탄산화물 원료와 플럭스가 소성됨으로써 형광체 재료가 제작되는 방법이다. 액상법은, 형광체 재료의 전구체가 열처리됨으로써 형광체 재료가 제작되는 방법이다. 형광체 재료의 전구체는, 유기 금속염이나 질산염이 수용액 중에서 가수 분해되고, 필요에 따라 알칼리 등이 더해져 침전함으로써 생성된다. 액체 분무법은, 가열된 로 중에 형광체 재료의 원료를 포함하는 수용액이 분무되어 형광체 재료가 제작되는 방법이다.
본 실시 형태에 있어서의 Zn2SiO4:Mn은, 특별히 제작 방법에 영향을 받는 것은 아니다. 여기에서는 일례로서 고상 반응법에 의한 Zn2SiO4:Mn의 제조 방법이 설명된다.
우선, 원료로서 산화 아연(ZnO), 이산화규소(SiO2), 탄산 망간(MnCO3)이 이용된다.
산화 아연은, Zn2SiO4:Mn에 있어서의 아연 공급원이 되는 재료(이하, 「Zn재」라고 칭함)로서, 직접 고순도(순도 99％ 이상)의 것이 이용된다. 또한, 상술한 바와 같은 산화 아연이 직접 이용되는 방법 이외에, 제조 과정에 있어서의 소성 공정에 의해, 간접적으로 산화 아연을 얻는 방법이 이용되어도 된다. 그 경우, 고순도(순도 99％ 이상)의 수산화 아연, 탄산 아연, 질산 아연, 할로겐화 아연, 옥살산 아연 등이 이용된다.
이산화규소는, Zn2SiO4:Mn에 있어서의 규소 공급원이 되는 재료(이하, 「Si재」라고 칭함)로서, 예를 들면 고순도(순도 99％ 이상)의 것이 이용된다. 또한, 규산 에틸 등의 규소 알콕시드 화합물을 가수 분해하여 얻어지는 규소의 수산화물이 이용되어도 된다.
종래의 방법은, 상기 재료 중 Si재의 조성 비율을 화학양론비보다도 과잉으로 혼합함으로써 고휘도의 형광체를 얻는 것을 특징으로 하고 있었다. 그러나 본 실시 형태의 제조 방법은, 종래의 방법과는 달리, Zn재의 조성 비율을 화학양론비보다도 과잉으로 혼합하는 것을 특징으로 한다.
Zn2SiO4:Mn에 있어서의 망간 공급원이 되는 재료(이하, 「Mn재」라고 칭함)로서, 탄산 망간의 이외에, 수산화 망간, 질산 망간, 할로겐화 망간, 옥살산 망간 등이 이용되어도 된다. 이들 Mn재는, 제조 과정에 있어서의 소성 공정을 거침으로써, 간접적으로 산화 망간이 얻어지는 방법이다. 물론, 직접적으로 산화 망간이 사용되어도 된다.
구체적인 원료의 배합의 일례로서 본 실시 형태에서는, MnCO3가 0.16mol, ZnO가 1.86mol, SiO2가 1.00mol이다. 이 배합비로 제작되는 Zn2SiO4:Mn은, Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계에 대한 Mn의 함유량이 8원자％가 된다. 또한, Si의 함유량에 대한 Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계가 202원자％가 된다.
Mn재, Zn재 및 Si재의 혼합에는, V형 혼합기, 교반기 등이 이용된다. 예를 들면, 분쇄 기능을 갖은 볼 밀이 이용된 경우, Mn재, Zn재 및 Si재가 40℃에서 1시간 혼합된다. 이와 같이 하여, 형광체 재료의 혼합분이 제작된다. 또한, 진동 밀, 제트 밀 등이 이용되어도 된다.
다음으로, 형광체 재료의 혼합분이 대기 분위기 중에서 소성된다. 우선 혼합분은, 소성 개시 후 6시간 정도에서 최고 온도 1200℃가 된다. 혼합분은, 최고 온도에서 4시간 유지된다. 그 후, 혼합분은 약 12시간에 걸쳐 강온된다. 이와 같이 하여, Zn2SiO4:Mn의 분말이 제작된다.
또한, 소성 시의 분위기는, 대기 분위기에 한정되지 않고, 질소 분위기 중, 질소와 수소의 혼합 분위기 중이어도 된다. 또한 최고 온도는, 1100℃ 내지 1350℃의 사이가 바람직하다. 최고 온도의 유지 시간, 승온 시간 및 강온 시간은, 적절히 변경되어도 된다.
(2) (YX, Gd1 -x)3Al5O12:Ce의 제조 방법
(YX, Gd1 -x)3Al5O12:Ce는, 고상 반응법이나 액상법이나 액체 분무법을 이용하여 제작된다. 일례로서 고상 반응법에 의한 (YX, Gd1 -x)3Al5O12:Ce의 제조 방법이 설명된다. 산화 이트륨(Y2O3), 산화 가돌리늄(Gd2O3), 산화 알루미늄(Al2O3) 및 산화 세륨(CeO2)이 형광체 조성에 맞도록 혼합된다. 이들 원료의 혼합에는, V형 혼합기, 교반기 등이 이용된다. 예를 들면, 분쇄 기능을 갖은 볼 밀이 이용된 경우, 이들 원료가 40℃에서 1시간 혼합된다. 이와 같이 하여, 형광체 재료의 혼합분이 제작된다. 또한, 진동 밀, 제트 밀 등이 이용되어도 된다.
다음으로, 형광체 재료의 혼합분이 대기 분위기 중에서 소성된다. 우선 혼합분은, 소성 개시 후 3시간 정도에서 최고 온도 1100℃가 된다. 혼합분은, 최고 온도에서 4시간 유지된다. 그 후, 혼합분은 약 3시간에 걸쳐 강온된다. 또한, 소성 시의 분위기는, 대기 분위기에 한정되지 않고, 질소 분위기 중, 질소와 수소의 혼합 분위기 중이어도 된다. 또한 최고 온도는, 1000℃ 내지 1200℃의 사이가 바람직하다. 최고 온도의 유지 시간, 승온 시간 및 강온 시간은, 적절히 변경되어도 된다.
또한, 혼합분은, 산소와 질소를 포함하는 혼합 가스 분위기에서 소성된다. 혼합분은, 소성 개시 후 3시간 정도에서 최고 온도 1300℃가 된다. 혼합분은, 최고 온도에서 4시간 유지된다. 그 후, 혼합분은 약 3시간에 걸쳐 강온된다. 또한, 소성 시의 분위기는, 대기 분위기에 한정되지 않고, 질소 분위기 중, 질소와 수소의 혼합 분위기 중이어도 된다. 또한 최고 온도는, 1200℃ 내지 1400℃의 사이가 바람직하다. 최고 온도의 유지 시간, 승온 시간 및 강온 시간은, 적절히 변경되어도 된다. 이와 같이 하여, (YX, Gd1 -x)3Al5O12:Ce의 분말이 제작된다.
(3) (Y1 -x, Gdx)3(Al1 -y, Gay)5O12:Ce의 제조 방법
(Y1 -x, Gdx)3(Al1 -y, Gay)5O12:Ce는, 고상 반응법이나 액상법이나 액체 분무법을 이용하여 제작된다. 일례로서 고상 반응법에 의한 (Y1 -x, Gdx)3(Al1 -y, Gay)5O12:Ce의 제조 방법이 설명된다. 산화 이트륨(Y2O3), 산화 가돌리늄(Gd2O3), 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 세륨(CeO2) 및 산화 갈륨(Ga2O3)이 형광체 조성에 맞도록 혼합된다. 이들 원료의 혼합에는, V형 혼합기, 교반기 등이 이용된다. 예를 들면, 분쇄 기능을 갖은 볼 밀이 이용된 경우, 이들 원료가 40℃도에서 1시간 혼합된다. 이와 같이 하여, 형광체 재료의 혼합분이 제작된다. 또한, 진동 밀, 제트 밀 등이 이용되어도 된다.
다음으로, 형광체 재료의 혼합분이 대기 분위기 중에서 소성된다. 우선 혼합분은, 소성 개시 후 3시간 정도에서 최고 온도 1100℃가 된다. 혼합분은, 최고 온도에서 4시간 유지된다. 그 후, 혼합분은 약 3시간에 걸쳐 강온된다. 또한, 소성 시의 분위기는, 대기 분위기에 한정되지 않고, 질소 분위기 중, 질소와 수소의 혼합 분위기 중이어도 된다. 또한 최고 온도는, 1000℃ 내지 1200℃의 사이가 바람직하다. 최고 온도의 유지 시간, 승온 시간 및 강온 시간은, 적절히 변경되어도 된다.
또한, 혼합분은, 산소와 질소를 포함하는 혼합 가스 분위기에서 소성된다. 혼합분은, 소성 개시 후 3시간 정도에서 최고 온도 1300℃가 된다. 혼합분은, 최고 온도에서 4시간 유지된다. 그 후, 혼합분은 약 3시간에 걸쳐 강온된다. 또한, 소성 시의 분위기는, 대기 분위기에 한정되지 않고, 질소 분위기 중, 질소와 수소의 혼합 분위기 중이어도 된다. 또한 최고 온도는, 1200℃ 내지 1400℃의 사이가 바람직하다. 최고 온도의 유지 시간, 승온 시간 및 강온 시간은, 적절히 변경되어도 된다. 이와 같이 하여, (Y1 -x, Gdx)3(Al1 -y, Gay)5O12:Ce의 분말이 제작된다.
이상과 같이 하여 제작된 Zn2SiO4:Mn과 (YX, Gd1 -x)3Al5O12:Ce가, 소정의 혼합 비율로 혼합된다. 또는, Zn2SiO4:Mn(Y1 -x, Gdx)3(Al1-y, Gay)5O12:Ce가, 소정의 혼합 비율로 혼합된다. 그들 혼합분이 바인더 및 용제 등과 혼합되어, 형광체 페이스트가 제작된다.
[4. 실험 1]
발명자들은, 상술한 제조 방법에 의해 제작한 PDP(10)의 샘플을 이용하여, 녹색 형광체 재료의 특성을 확인하기 위해, 이하의 실험 1을 행하였다. 실험 1에서는, 녹색 형광체로서, Zn2SiO4:Mn과 Y3Al5O12:Ce가 이용되었다. Zn2SiO4:Mn의 평균 입경(D50)은, 2㎛이다. Y3Al5O12:Ce의 평균 입경(D50)은, 2㎛이다. 실험 1에서는, 3개의 조건이 변경된 샘플 1 내지 10이 제작되었다. 제1 조건은, Zn2SiO4:Mn에 있어서의 [Mn/(Zn＋Mn)×100(원자％)]이다. 제2 조건은, Zn2SiO4:Mn에 있어서의 [(Zn＋Mn)/Si×100(원자％)]이다. 제3 조건은, (YX, Gd1 -x)3Al5O12:Ce의 혼합 비율(중량％)이다. 즉, Zn2SiO4:Mn의 함유량과 (Y1 -X, GdX)3Al5O12:Ce의 함유량의 합계에 대한 (Y1 -X, GdX)3Al5O12:Ce의 함유량이다. 또한, 실험 1에서 이용된 (YX, Gd1 -x)3Al5O12:Ce는, X＝1일 경우이지만, 0≤X≤1의 범위이면 마찬가지의 효과가 얻어진다.
실험 1에서는, 제작된 샘플 1 내지 10에 대해, 휘도, 색 재현 범위, 잔광 시간 및 어드레스 전압이 측정되었다. 이들 측정에는, 샘플 1 내지 10의 PDP(10)에 구동 회로 등이 접속되어 제작된 플라즈마 디스플레이 장치가 이용되었다. 발명자들은, 측정값에 기초하여 제작된 샘플 1 내지 10을 평가하였다. 샘플 1 내지 10의 평가에서는, 비교예로서 종래의 PDP를 이용하여 제작된 플라즈마 디스플레이 장치가 이용되었다. 그리고 비교예의 측정값과 샘플의 측정값이 비교되었다. 표 1은, 샘플 1 내지 10의 평가 결과이다. 샘플 1 내지 10은, 각 항목에 있어서 하기와 같이 평가되었다. 또한, 제1 조건 및 제2 조건은, Mn재, Zn재 및 Si재의 혼합 비율이나, 소성 조건 등을 제어함으로써 조정하고 있다.
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[4-1. 휘도 평가]
휘도 평가는, 녹색 형광체층(23b)만을 발광시켜 녹색만을 점등시켰을 때의 플라즈마 디스플레이 장치의 휘도를 측정함으로써 평가되었다. 표 1에서는, 샘플 1 내지 10의 휘도가, 비교예의 휘도를 100이라고 했을 때의 상대값으로 나타냈다. 실험 1에서는, 90 이상의 휘도가 실용 가능한 휘도이기 때문에, 휘도가 90 이상의 샘플이 「양호」라고 평가되었다. 90 미만의 휘도인 샘플은 「불량」이라고 평가되었다. 또한, 휘도가 100보다 큰 샘플은, 실용상 보다 바람직하기 때문에 「우수」라고 평가되었다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 샘플 1, 4 내지 6 및 8 내지 10은, 휘도가 90 이상이기 때문에, 바람직하다. 샘플 5 및 10은, 제2 조건을 200원자％로, 제3 조건을 20중량％로 고정되고, 제1 조건만이 바꾸어져 있다. 이 조건에 있어서, 제1 조건이 증가하면 휘도가 저하되는 것이 확인되었다. 또한, 제1 조건이 10원자％에서는, 휘도가 91이 되는 것이 확인되었다. 이에 의해, 이 조건에 있어서, 제1 조건이 10원자％보다 커지면, 휘도가 90보다 작아진다고 생각된다. 그 때문에, 이 조건에 있어서, 제1 조건이 10원자％보다 큰 PDP는 바람직하지 못하다. 샘플 3 내지 7은, 제1 조건을 8원자％로, 제3 조건을 20중량％로 고정되고, 제2 조건만이 바꾸어져 있다. 이 조건에 있어서, 제2 조건이 197원자％보다 작아지면, 휘도가 90보다 작아지는 것이 확인되었다. 또한, 제2 조건이 202원자％보다 커져도, 휘도가 90보다 작아지는 것이 확인되었다. 그 때문에, 이 조건에 있어서, 제2 조건이 197원자％ 이상 202원자％ 이하의 PDP가 바람직하다. 샘플 5, 8 및 9는, 제1 조건을 8원자％로, 제2 조건을 200원자％로 고정되고, 제3 조건만이 바꾸어져 있다. 이 조건에 있어서, 제3 조건이 증가하면, 휘도가 근소하게 증가하는 것이 확인되었다. 그 때문에, 휘도에 있어서, Y3Al5O12:Ce의 혼합 비율은, 클수록 바람직하다.
[4-2. 색 재현성 평가]
색 재현성 평가는, 색 재현 범위를 측정함으로써 평가되었다. 색 재현 범위라 함은, 플라즈마 디스플레이 장치에 있어서, 적색, 녹색, 청색을 각각 단색으로 점등시켰을 때의 색도를 xy색도 좌표 상에 묘화하고, 그 각 점에 의해 형성되는 삼각형의 면적이다. 표 1에서는, 샘플의 색 재현 범위가, 비교예의 색 재현 범위를 100이라고 했을 때의 상대값으로 나타냈다. 실험 1에서는, 90 이상의 색 재현 범위가 High Definition Television(HDTV)의 색도 규격을 만족하기 때문에, 색 재현 범위가 90 이상의 샘플이 「양호」라고 평가되었다. 90 미만의 색 재현 범위인 샘플은 「불량」이라고 평가되었다. 또한, 색 재현 범위가 100보다 큰 샘플은, 실용상 보다 바람직하기 때문에 「우수」라고 평가되었다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 샘플 1 내지 8 및 10은, 색 재현 범위가 90 이상이기 때문에, 바람직하다. 샘플 2, 3 및 6은, 색 재현 범위가 100보다 크기 때문에, 더욱 바람직하다. 샘플 5 및 10으로부터, 제2 조건이 200원자％이며, 제3 조건이 20중량％인 조건에 있어서, 제1 조건이 8원자％ 이상 10원자％ 이하이면, 색 재현 범위가 비교예와 비교하여 거의 변화하지 않는 것이 확인되었다. 또한, 샘플 3 내지 7로부터, 제1 조건이 8원자％이며, 제3 조건이 20중량％인 조건에 있어서, 제2 조건이 196원자％ 이상 203원자％ 이하이면, 색 재현 범위가 비교예와 비교하여 거의 변화하지 않는 것이 확인되었다. 샘플 5, 8 및 9로부터, 제1 조건이 8원자％이며, 제2 조건이 200원자％인 조건에 있어서, 제3 조건이 증가하면, 색 재현 범위가 크게 감소하는 것이 확인되었다. 이 조건에 있어서, 제3 조건이 50중량％에서 색 재현 범위가 90이 되고, 제3 조건이 60중량％에서 색 재현 범위가 86이 되는 것이 확인되었다. 이에 의해, 이 조건에 있어서, 제3 조건이 50중량％보다 큰 PDP는 실용상 바람직하지 못한 것이 확인되었다.
[4-3. 잔광 특성 평가]
잔광 특성은, 녹색만을 점등시켰을 때의 플라즈마 디스플레이 장치에 있어서, 유지 방전 종료 후의 잔광 시간을 측정함으로써 평가되었다. 잔광 시간은, 유지 방전 종료 시의 발광량이 최대값이 되는 시점을 0으로 하여, 발광량이 최대값이 되는 시점으로부터 발광량이 최대값의 1/10이 되는 시점까지의 시간(㎳)이다. 실험 1에서는, 3㎳ 이하의 잔광 시간이 입체 표시의 3차원(3D) 텔레비전용으로서 실용 가능하기 때문에, 잔광 시간이 3㎳ 이하의 샘플이 「양호」라고 평가되었다. 잔광 시간이 3㎳보다 긴 샘플은 「불량」이라고 평가되었다. 또한, 잔광 시간이 2㎳보다 짧은 샘플은, 실용상 보다 바람직하기 때문에 「우수」라고 평가되었다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 샘플 2 내지 10은, 잔광 시간이 3㎳ 이하이기 때문에, 바람직하다. 샘플 8 내지 10은, 잔광 시간이 2㎳보다 짧기 때문에, 더욱 바람직하다. 샘플 1 내지 3으로부터, Y3Al5O12:Ce가 혼합되고, 또한, 제1 조건이 8원자％ 이상일 경우에 잔광 시간이 3㎳ 이하가 되는 것이 확인되었다. 샘플 5 및 10으로부터, 제2 조건이 200원자％이며, 제3 조건이 20중량％인 조건에 있어서, 제1 조건이 증가하면, 잔광 시간이 크게 감소하는 것이 확인되었다. 또한, 제1 조건이 8원자％에서 잔광 시간이 2.9가 되는 것이 확인되었다. 이에 의해, 이 조건에 있어서, 제1 조건이 8원자％보다 작아지면, 잔광 시간이 3㎳보다 커진다고 생각된다. 그 때문에, 이 조건에 있어서, 제1 조건이 8원자％보다 작은 PDP는 바람직하지 못하다. 샘플 3 내지 7로부터, 제1 조건이 8원자％이며, 제3 조건이 20중량％인 조건에 있어서, 제2 조건이 196원자％ 이상 203원자％ 이하이면, 잔광 시간이 3㎳ 이하가 되는 것이 확인되었다. 샘플 5, 8 및 9로부터, 제1 조건이 8원자％이며, 제2 조건이 200원자％인 조건에 있어서, 제3 조건이 증가하면, 잔광 시간이 크게 감소하는 것이 확인되었다. 그 때문에, 잔광 특성에 있어서, Y3Al5O12:Ce의 혼합 비율은, 클수록 바람직하다.
[4-4. 방전 특성 평가]
방전 특성은, 플라즈마 디스플레이 장치에 있어서, 안정된 어드레스 방전을 발생시키기 위해 필요한 어드레스 전극으로의 인가 전압(이하, 어드레스 전압)을 측정 함으로써 평가되었다. 표 1에서는, 샘플의 어드레스 전압이, 비교예의 어드레스 전압을 기준으로 한 차로 나타냈다. 실험 1에서는, 어드레스 전압이 ＋1V 이하의 샘플이, 실용 가능하기 때문에, 「양호」라고 평가되었다. 어드레스 전압이 ＋1V보다 큰 샘플은 「불량」이라고 평가되었다. 또한, 고속의 어드레스 전압의 인가가 필요한 3차원 텔레비전 및 초고정밀 텔레비전에서는, 어드레스 방전에 의한 소비 전력이 증가한다. 예를 들면, 3차원 텔레비전에서는, 어드레스 방전에 의한 소비 전력이 어드레스 전압의 제곱에 비례하여 증가하게 된다. 그 때문에, 어드레스 전압이 －1V 이하의 샘플은, 실용상 보다 바람직하기 때문에 「우수」라고 평가되었다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 샘플 4 내지 10은, 어드레스 전압이 ＋1V 이하이기 때문에, 바람직하다. 샘플 6 내지 10은, 어드레스 전압이 －1V 이하이기 때문에, 더욱 바람직하다. 샘플 5 및 10으로부터, 제2 조건이 200원자％이며, 제3 조건이 20중량％인 조건에 있어서, 제1 조건이 증가하면, 어드레스 전압이 감소하는 것이 확인되었다. 또한, 제1 조건이 8원자％에서 어드레스 전압이 ＋1V가 되는 것이 확인되었다. 이에 의해, 이 조건에 있어서, 제1 조건이 8원자％보다 작아지면, 어드레스 전압이 ＋1V보다 커진다고 생각된다. 그 때문에, 이 조건에 있어서, 제1 조건이 8원자％보다 작은 PDP는 바람직하지 못하다. 샘플 3 내지 7로부터, 제1 조건이 8원자％이며, 제3 조건이 20중량％인 조건에 있어서, 제2 조건이 196원자％ 이하가 되면 어드레스 전압이 ＋1V보다 커지는 것이 확인되었다. 그 때문에, 이 조건에 있어서, 제2 조건이 196원자％ 이하의 PDP는 바람직하지 못하다. 또한, 이 조건에 있어서, 제2 조건이 197원자％ 이상 203원자％ 이하이면, 어드레스 전압이 ＋1 이하가 되는 것이 확인되었다. 샘플 5, 8 및 9로부터, 제1 조건이 8원자％이며, 제2 조건이 200원자％인 조건에 있어서, 제3 조건이 증가하면, 어드레스 전압이 크게 감소하는 것이 확인되었다. 그 때문에, 방전 특성에 있어서, Y3Al5O12:Ce의 혼합 비율은, 클수록 바람직하다.
[4-5. 종합 평가]
표 1에 나타낸 바와 같이, 샘플 4 내지 6, 8 및 10은, 휘도를 90 이상, 색 재현 범위를 90 이상, 어드레스 전압을 최대로 ＋1V로 억제하면서, 잔광 시간을 3㎳ 이하로 감소시킬 수 있다. 즉, 제1 조건이 8원자％ 이상 10원자％ 이하이며, 제2 조건이 197원자％ 이상 202원자％ 이하이며, 제3 조건이 20중량％ 이상 50중량％ 이하인 샘플은, 실용상 바람직하다. 따라서, 샘플 4 내지 6, 8 및 10은, 다른 성능을 크게 저감시키지 않고 잔광 시간을 단축할 수 있기 때문에, 입체 화상 표시에 적합한 PDP(10)를 실현할 수 있다.
또한, 적색 형광체층(23a)에 (Y, Gd)(P, V)O4:Eu 형광체 또는 Y2O3:Eu 형광체 중 적어도 하나가 포함되고, 청색 형광체층(23c)에 BaMgAl10O17:Eu 형광체가 포함되면, 적색 형광체층(23a), 녹색 형광체층(23b), 청색 형광체층(23c)의 모든 잔광 시간이 짧아진다. 그 결과, 입체 화상 표시에 있어서 화상 표시 품질이 뛰어난 PDP(10)가 실현된다. 이러한 PDP(10)는, 3차원 화상 표시의 텔레비전 등의 화상 표시 장치에 유용하다.
[5. 실험 2]
발명자들은, 상술한 제조 방법에 의해 제작한 PDP(10)의 샘플을 이용하여, 녹색 형광체 재료의 특성을 확인하기 위해, 이하의 실험 2를 행하였다. 실험 2에서는, 녹색 형광체로서, Zn2SiO4:Mn과 Y3(Al0 .8, Ga0 .2)5O12:Ce가 이용되었다. Zn2SiO4:Mn의 평균 입경(D50)은, 2㎛이다. Y3(Al0 .8, Ga0 .2)5O12:Ce의 평균 입경(D50)은, 2㎛이다. 실험 2에서도, 실험 1과 마찬가지로, 3개의 조건이 변경된 샘플 11 내지 20이 제작되었다. 제1 조건 및 제2 조건은, 실험 1과 마찬가지이다. 제3 조건은, Y3(Al0 .8, Ga0 .2)5O12:Ce의 혼합 비율(중량％)이다. 즉, Zn2SiO4:Mn의 함유량과 Y3(Al0.8, Ga0 .2)5O12:Ce의 함유량의 합계에 대한 Y3(Al0 .8, Ga0 .2)5O12:Ce의 함유량이다. 또한, 실험 2에서 이용된 (Y1 -x, Gdx)3(Al1 -y, Gay)5O12:Ce는, x＝0, y＝0.2일 경우이지만, 0≤x≤1, 0≤y≤0.5의 범위이면 마찬가지의 효과가 얻어진다.
실험 2에서도 실험 1과 마찬가지로, 제작된 샘플 11 내지 20에 대해, 휘도, 색도, 잔광 시간 및 어드레스 방전 전압이 측정되었다. 또한 실험 1과 마찬가지로, 발명자들은, 측정값에 기초하여 제작된 샘플을 평가하였다. 표 2는 샘플 11 내지 20의 평가 결과이다. 샘플 11 내지 20은, 각 항목에 있어서, 실험 1과 마찬가지의 기준으로 평가되어 있다.
Figure pct00002
[5-1. 휘도 평가]
표 2에 나타낸 바와 같이, 샘플 11, 14 내지 16 및 18 내지 20은, 휘도가 90 이상이기 때문에 바람직하다. 샘플 18은, 휘도가 100보다 크기 때문에, 더욱 바람직하다. 샘플 15 및 20은, 제2 조건을 200원자％로, 제3 조건을 20중량％로 고정되고, 제1 조건만이 바꾸어져 있다. 이 조건에 있어서, 제1 조건은 휘도에 영향이 작은 것이 확인되었다. 샘플 13 내지 17은, 제1 조건을 8원자％로, 제3 조건을 30중량％로 고정되고, 제2 조건만이 바꾸어져 있다. 이 조건에 있어서, 제2 조건이 197원자％보다 작아지면, 휘도가 90보다 작아지는 것이 확인되었다. 또한, 제2 조건이 203원자％보다 커져도, 휘도가 90보다 작아지는 것이 확인되었다. 그 때문에, 이 조건에 있어서, 제2 조건이 197원자％ 이상 202원자％ 이하의 PDP가 바람직하다. 샘플 15, 18 및 19는, 제1 조건을 8원자％로, 제2 조건을 200원자％로 고정되고, 제3 조건만이 바꾸어져 있다. 이 조건에 있어서, 제3 조건이 65wt％ 이상이면, 휘도가 유지되는 것이 확인되었다. 그 때문에, 휘도에 있어서, Y3(Al0 .8, Ga0.2)5O12:Ce의 혼합 비율이 65wt％ 이상인 것이 바람직하다.
[5-2. 색 재현성 평가]
표 2에 나타낸 바와 같이, 샘플 11 내지 20은, 색 재현 범위가 90 이상이기 때문에, 바람직하다. 샘플 12 및 16은, 색 재현 범위가 100보다 크기 때문에, 더욱 바람직하다. 샘플 13 내지 17로부터, 제2 조건이 200원자％이며, 제3 조건이 30중량％인 조건에 있어서, 제2 조건이 196원자％ 이상 203원자％ 이하이면, 색 재현 범위는 거의 변화하지 않는 것이 확인되었다. 샘플 13 내지 17로부터, 제1 조건이 8원자％이며, 제3 조건이 30중량％인 조건에 있어서, 제2 조건이 196원자％ 이상 203원자％ 이하이면, 색 재현 범위가 비교예와 비교하여 거의 변화하지 않는 것이 확인되었다. 샘플 15, 18 및 19로부터, 제1 조건이 8원자％이며, 제2 조건이 200원자％인 조건에 있어서, 제3 조건이 증가하면, 색 재현 범위가 크게 감소하는 것이 확인되었다. 이 조건에 있어서, 제3 조건이 80중량％에서 색 재현 범위가 90이 되는 것이 확인되었다. 이에 의해, 제3 조건이 80중량％보다 커지면 색 재현 범위가 90보다 작아진다고 생각된다. 그 때문에, 이 조건에 있어서, 제3 조건이 80중량％보다 큰 PDP는 바람직하지 못한 것이 확인되었다.
[5-3. 잔광 특성 평가]
표 2에 나타낸 바와 같이, 샘플 12 내지 20은, 잔광 시간이 3㎳ 이하이기 때문에, 바람직하다. 샘플 18 내지 20은, 잔광 시간이 2㎳보다 짧기 때문에, 더욱 바람직하다. 샘플 11 내지 13으로부터, Y3(Al0 .8, Ga0 .2)5O12:Ce가 혼합되고, 또한, 제1 조건이 8원자％ 이상일 경우에 잔광 시간이 3㎳ 이하가 되는 것이 확인되었다. 샘플 15 및 20으로부터, 제2 조건이 200원자％이며, 제3 조건이 30중량％인 조건에 있어서, 제1 조건이 증가하면, 잔광 시간이 크게 감소하는 것이 확인되었다. 샘플 13 내지 17로부터, 제1 조건이 8원자％이며, 제3 조건이 30중량％인 조건에 있어서, 제2 조건이 196원자％ 이상 203원자％ 이하이면, 잔광 시간이 3㎳ 이하가 되는 것이 확인되었다. 샘플 15, 18 및 19로부터, 제1 조건이 8원자％이며, 제2 조건이 200원자％인 조건에 있어서, 제3 조건이 증가하면, 잔광 시간이 크게 감소하는 것이 확인되었다. 그 때문에, 잔광 특성에 있어서, Y3(Al0 .8, Ga0 .2)5O12:Ce의 혼합 비율은, 클수록 바람직하다.
[5-4. 방전 특성 평가]
표 2에 나타낸 바와 같이, 샘플 11 및 14 내지 20은, 어드레스 전압이 ＋1V 이하이기 때문에, 바람직하다. 샘플 14 내지 20은, 어드레스 전압이 －1V 이하이기 때문에, 더욱 바람직하다. 샘플 15 및 20으로부터, 제2 조건이 200원자％이며, 제3 조건이 30중량％인 조건에 있어서, 제1 조건이 증가하면, 어드레스 전압이 감소하는 것이 확인되었다. 샘플 13 내지 17로부터, 제1 조건이 8원자％이며, 제3 조건이 30중량％인 조건에 있어서, 제2 조건이 196원자％ 이하가 되면 어드레스 전압이 ＋1V보다 커지는 것이 확인되었다. 그 때문에, 이 조건에 있어서, 제2 조건이 196원자％ 이하의 PDP는 바람직하지 못하다. 또한, 이 조건에 있어서, 제2 조건이 197원자％ 이상 203원자％ 이하이면, 어드레스 전압이 ＋1 이하가 되는 것이 확인되었다. 샘플 15, 18 및 19로부터, 제1 조건이 8원자％이며, 제2 조건이 200원자％인 조건에 있어서, 제3 조건이 증가하면, 어드레스 전압이 크게 감소하는 것이 확인되었다. 그 때문에, 방전 특성에 있어서, Y3(Al0 .8, Ga0 .2)5O12:Ce의 혼합 비율은, 클수록 바람직하다.
[5-5. 종합 평가]
표 2에 나타낸 바와 같이, 샘플 14 내지 16 및 18 내지 20은, 휘도를 90 이상, 색 재현 범위를 90 이상, 어드레스 전압을 최대로 ＋1V로 억제하면서, 잔광 시간을 3㎳ 이하로 감소시킬 수 있다. 즉, 제1 조건이 8원자％ 이상 10원자％ 이하이며, 제2 조건이 197원자％ 이상 202원자％ 이하이며, 제3 조건이 30중량％ 이상 80중량％ 이하인 샘플은, 실용상 바람직하다. 따라서, 샘플 14 내지 16 및 18 내지 20은, 다른 성능을 크게 저감시키지 않고 잔광 시간을 단축할 수 있기 때문에, 입체 화상 표시에 적합한 PDP(10)를 실현할 수 있다.
또한, 적색 형광체층(23a)에 (Y, Gd)(P, V)O4:Eu 형광체 또는 Y2O3:Eu 형광체 중 적어도 하나가 포함되고, 청색 형광체층(23c)에 BaMgAl10O17:Eu 형광체가 포함되면, 적색 형광체층(23a), 녹색 형광체층(23b), 청색 형광체층(23c)의 모든 잔광 시간이 짧아진다. 그 결과, 입체 화상 표시에 있어서 화상 표시 품질이 뛰어난 PDP(10)가 실현된다. 이와 같은 PDP(10)는, 3차원 화상 표시의 텔레비전 등의 화상 표시 장치에 유용하다.
[6. 요약]
본 실시 형태에 있어서의 PDP(10)는, 전면판과, 전면판에 대향 배치된 배면판과, 배면판 상에 형성된 형광체층(23)을 구비한다. 형광체층(23)은, Zn2SiO4:Mn과 (Y1 -X, GdX)3Al5O12:Ce(단, 0≤X≤1)를 포함하는 녹색 형광체층(23b)을 갖는다. Zn2SiO4:Mn은, Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계에 대한 Mn의 함유량이 8원자％ 이상 10원자％ 이하이다. 또한, Zn2SiO4:Mn은, Si의 함유량에 대한 Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계가 197원자％ 이상 202원자％ 이하이다. (Y1 -X, GdX)3Al5O12:Ce의 함유량은, 상기 Zn2SiO4:Mn의 함유량과 상기 (Y1 -X, GdX)3Al5O12:Ce의 함유량의 합계에 대하여, 20중량％ 이상 50중량％ 이하이다. 이 구성에 따르면, 다른 성능을 크게 저감시키지 않고 잔광 시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서의 PDP(10)는, Zn2SiO4:Mn의 평균 입경이, (Y1 -X, GdX)3Al5O12:Ce의 평균 입경 이상인 것이 바람직하다. 이에 의해, PDP(10)의 휘도가 상대적으로 향상된다.
또한, 다른 실시 형태로서, PDP(10)의 형광체층(23)은, Zn2SiO4:Mn과 (Y1 -x, Gdx)3(Al1-y, Gay)5O12:Ce(단, 0≤x≤1, 0≤y≤0.5)를 포함하는 녹색 형광체층(23b)을 갖고 있어도 된다. 그 경우, Zn2SiO4:Mn은, Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계에 대한 Mn의 함유량이 8원자％ 이상 10원자％ 이하이다. 또한, Zn2SiO4:Mn은, Si의 함유량에 대한 Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계가 197원자％ 이상 202원자％ 이하이다. (Y1 -x, Gdx)3(Al1 -y, Gay)5O12:Ce의 함유량은, Zn2SiO4:Mn의 함유량과 (Y1 -x, Gdx)3(Al1-y, Gay)5O12:Ce의 함유량의 합계에 대하여, 30중량％ 이상 80중량％ 이하이다. 이 구성에 따르면, 다른 성능을 크게 저감시키지 않고 잔광 시간을 단축할 수 있다.
또한, 다른 실시 형태 PDP(10)는, Zn2SiO4:Mn의 평균 입경이, (Y1 -x, Gdx)3(Al1-y, Gay)5O12:Ce의 평균 입경 이상인 것이 바람직하다. 이에 의해, PDP(10)의 휘도가 상대적으로 향상된다.
본 발명의 PDP에 따르면, 고품위의 동화상 표시 품질을 실현하는 PDP를 제공하고, 대화면의 입체 화상 표시 장치 등에 유용하다.
10 : PDP
11 : 전면 기판
12 : 주사 전극
12a, 13a : 투명 전극
12b, 13b : 버스 전극
13 : 유지 전극
14 : 표시 전극
15 : 유전체층
16 : 보호층
17 : 배면 기판
18 : 데이터 전극
19 : 기초 유전체층
22 : 격벽
22a : 세로 격벽
22b : 가로 격벽
23 : 형광체층
23a : 적색 형광체층
23b : 녹색 형광체층
23c : 청색 형광체층
24 : 방전 셀

Claims (4)

  1. 전면판과, 상기 전면판에 대향 배치된 배면판과, 상기 배면판 상에 형성된 형광체층을 구비하고,
    상기 형광체층은, Zn2SiO4:Mn과 (Y1 -X, GdX)3Al5O12:Ce(단, 0≤X≤1)를 포함하는 녹색 형광체층을 갖고,
    상기 Zn2SiO4:Mn은, Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계에 대한 Mn의 함유량이 8원자％ 이상 10원자％ 이하이며, 또한, Si의 함유량에 대한 Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계가 197원자％ 이상 202원자％ 이하이며,
    상기 (Y1 -X, GdX)3Al5O12:Ce의 함유량은, 상기 Zn2SiO4:Mn의 함유량과 상기 (Y1 -X, GdX)3Al5O12:Ce의 함유량의 합계에 대하여, 20중량％ 이상 50중량％ 이하인, 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Zn2SiO4:Mn의 평균 입경은, 상기 (Y1 -X, GdX)3Al5O12:Ce의 평균 입경 이상인, 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 전면판과, 상기 전면판에 대향 배치된 배면판과, 상기 배면판 상에 형성된 형광체층을 구비하고,
    상기 형광체층은, Zn2SiO4:Mn과 (Y1 -x, Gdx)3(Al1 -y, Gay)5O12:Ce(단, 0≤x≤1, 0≤y≤0.5)를 포함하는 녹색 형광체층을 갖고,
    상기 Zn2SiO4:Mn은, Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계에 대한 Mn의 함유량이 8원자％ 이상 10원자％ 이하이며, 또한, Si의 함유량에 대한 Zn의 함유량과 Mn의 함유량의 합계가 197원자％ 이상 202원자％ 이하이며,
    상기 (Y1 -x, Gdx)3(Al1 -y, Gay)5O12:Ce의 함유량은, 상기 Zn2SiO4:Mn의 함유량과 상기 (Y1 -x, Gdx)3(Al1 -y, Gay)5O12:Ce의 함유량의 합계에 대하여, 30중량％ 이상 80중량％ 이하인, 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 Zn2SiO4:Mn의 평균 입경은, 상기 (Y1 -x, Gdx)3(Al1 -y, Gay)5O12:Ce의 평균 입경 이상인, 플라즈마 디스플레이 패널.
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