WO2007097400A1 - プラズマディスプレイ装置およびプラズマディスプレイ装置用緑色蛍光体材料の製造方法 - Google Patents

プラズマディスプレイ装置およびプラズマディスプレイ装置用緑色蛍光体材料の製造方法 Download PDF

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discharge
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Izumi Toyoda
Yoshihisa Nagasaki
Junichi Hibino
Kazuhiko Sugimoto
Keiji Horikawa
Nobuyuki Shigetoh
Yuichiro Miyamae
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H01J11/42—Fluorescent layers

Definitions

  • the present invention relates to a plasma display device and a method for producing a phosphor material constituting the phosphor layer.
  • Plasma display devices (hereinafter referred to as “PDP devices”) have recently attracted attention as image display devices capable of realizing high definition and large screens.
  • a plasma display panel (hereinafter referred to as "PDP") is a portion that displays an image of a PDP device, and is composed of a front plate and a back plate.
  • the front plate includes a display electrode made of a striped transparent electrode and a metal bus electrode formed on a glass substrate, a dielectric layer covering the display electrode, and a protective layer.
  • the back plate is a stripe-shaped address electrode formed on a glass substrate, a base dielectric layer covering the address electrode, a barrier rib formed on the base dielectric layer, and a phosphor formed between the barrier ribs. It consists of layers.
  • the front plate and the back plate are sealed by a sealing material formed around the periphery thereof.
  • a gap between the front plate and the back plate formed by sealing is filled with a discharge gas such as neon or xenon.
  • a discharge gas is discharged by a voltage applied to an electrode group consisting of display electrodes and address electrodes, and a phosphor layer emits light by ultraviolet rays generated by the discharge. Display.
  • the PDP performs full color display by additively mixing the so-called three primary colors (red, green, and blue).
  • the PDP has a phosphor layer that emits red, green, and blue light.
  • Each color phosphor layer is formed by laminating phosphor materials of each color.
  • Zn SiO: Mn one of the typical green phosphor materials, has a negatively charged surface.
  • Zn SiO Green brightness decreases due to degradation of Mn.
  • the surface of Zn SiO: Mn is polarized by vapor deposition or baking.
  • metal alkoxide is adhered to the surface of a phosphor material such as Zn SiO: Mn,
  • PDP has been proposed that uses phosphor particles for PDP coated with a metal oxide coating by firing this (for example, see Patent Document 2).
  • the metal alkoxide is a compound containing an organic substance
  • the carbon-based compound remains on the phosphor surface if firing is not sufficiently performed.
  • This carbon compound is decomposed by electric discharge.
  • the carbon-based compounds decomposed over a long period of use are released into the discharge space, and the discharge becomes unstable.
  • Patent Document 3 A technique has been devised (see, for example, Patent Document 3).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11-86735
  • Patent Document 2 JP-A-10-195428
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-236893
  • a pair of substrates are arranged to face each other so that a discharge space is formed between the substrates, and a partition for partitioning the discharge space is arranged on at least one substrate, and the partition
  • a PDP device having a panel body in which an electrode group is arranged on a substrate so that discharge is generated in a discharge space partitioned by a substrate and a phosphor layer that emits light by discharge is provided, and the phosphor layer is made of Zn SiO: Mn And (Y, Gd) BO: Green consisting of a mixture of Tb With phosphor layer, Zn SiO: Mn surface coated with magnesium oxide and XP
  • the ratio of Mg element to Si element on the surface measured with S device is 0.7 or more and 6.0 or less.
  • the green phosphor material made of Zn SiO: Mn has high brightness.
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an electrode of a PDP in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional perspective view of an image display area of a PDP in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a PDP apparatus in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the initial luminance of the PDP device and the MgZSi ratio in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the luminance maintenance factor and the MgZSi ratio of the PDP device in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an electrode of a PDP.
  • the PDP 100 includes a front glass substrate (not shown), a rear glass substrate 102, a sustain electrode 103, a scan electrode 104, an address electrode 107, and an airtight seal layer 121.
  • N sustain electrodes 103 and scan electrodes 104 are arranged in parallel.
  • M address electrodes 107 are arranged in parallel.
  • the sustain electrode 103, the scan electrode 104, and the address electrode 107 have an electrode matrix of a three-electrode structure, and a discharge cell is formed at the intersection of the scan electrode 104 and the address electrode 107.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional perspective view in the image display area of the PDP.
  • the PDP 100 includes a front panel 130 and a rear panel 140.
  • sustain electrode 103 On front glass substrate 101 of front panel 130, sustain electrode 103, scan electrode 104, dielectric glass layer 105, and MgO protective layer 106 are formed.
  • address electrodes 107 On the rear glass substrate 102 of the rear panel 140, address electrodes 107, a base dielectric glass layer 108, barrier ribs 109, and phosphor layers 110R, 110G, and 110B are formed.
  • the front panel 130 and the back panel 140 are bonded together, and a discharge gas is enclosed in a discharge space 122 formed between the front panel 130 and the back panel 140, thereby completing the PDP 100.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a PDP apparatus using the PDP 100.
  • the PDP 100 is connected to the driving device 150 to constitute a PDP device.
  • PDP 100 has a display driver A path 153, a display scan driver circuit 154, and an address driver circuit 155 are connected.
  • the controller 152 controls the application of these voltages. Address discharge is performed by applying a predetermined voltage to the scan electrode 104 and the address electrode 107 corresponding to the discharge cell to be lit. The controller 152 controls this voltage application. Thereafter, a sustain discharge is performed by applying a pulse voltage between sustain electrode 103 and scan electrode 104. This sustain discharge is applied to the discharge cells that have been addressed! Ultraviolet rays are generated.
  • the discharge cell is turned on when the phosphor layer excited by the ultraviolet light emits light. An image is displayed by a combination of lighting and non-lighting of each color cell.
  • N sustain electrodes 103 and scan electrodes 104 are formed in stripes. Thereafter, sustain electrode 103 and scan electrode 104 are coated with dielectric glass layer 105. Further, an MgO protective layer 106 is formed on the surface of the dielectric glass layer 105.
  • the sustain electrode 103 and the scan electrode 104 are formed by applying a silver paste for an electrode containing silver as a main component by screen printing and then baking.
  • the dielectric glass layer 105 is formed by applying a paste containing a glass material based on bismuth oxide by screen printing and firing.
  • the paste containing the glass material is, for example, 30% by weight of bismuth oxide (Bi
  • the organic binder is obtained by dissolving rosin in an organic solvent.
  • ethyl cellulose acrylic resin, butyl carbitol, etc.
  • a dispersant for example, dalycel trioleate
  • the coating thickness of the dielectric glass layer 105 is adjusted so as to have a predetermined thickness (about 40 ⁇ m).
  • the MgO protective layer 106 also has a magnesium oxide (MgO) force.
  • MgO magnesium oxide
  • the MgO protective layer 106 is formed to have a predetermined thickness (about 0.5 m) by sputtering or ion plating.
  • the back glass substrate 102 silver paste for electrodes is screen-printed and fired to form M address electrodes 107 in a stripe shape.
  • a paste containing a bismuth oxide glass material is applied on the address electrode 107 by a screen printing method and then baked to form a base dielectric glass layer 108.
  • a paste containing an acid-bismuth-based glass material is repeatedly applied at a predetermined pitch by a screen printing method, and then fired to form partition walls 109.
  • the discharge space 122 is partitioned by the barrier ribs 109 to form discharge cells.
  • the distance between the barrier ribs 109 is set to about 130 ⁇ m to 240 ⁇ m for 42 inch to 50 inch full HD TV and HD TV.
  • a red phosphor layer 110R, a green phosphor layer 110G, and a blue phosphor layer 110B are formed in a groove between two adjacent barrier ribs 109.
  • the red phosphor layer 110R is, for example, (Y, Gd) BO: Eu
  • the blue phosphor layer 110B is, for example, BaMgAl 2 O 3: Eu blue
  • the green phosphor layer 110G is, for example, a Zn SiO: Mn green phosphor.
  • the front panel 130 and the back panel 140 manufactured in this way are overlapped with each other so that the scanning electrode 104 of the front panel 130 and the address electrode 107 of the back panel 140 are orthogonal to each other.
  • the front panel 130 and the back panel 140 are sealed by the formation of the hermetic seal layer 121.
  • the PDP 100 is completed by sealing a discharge gas (for example, helium xenon-based or neon xenon-based inert gas) at a predetermined pressure.
  • a discharge gas for example, helium xenon-based or neon xenon-based inert gas
  • each color phosphor material is manufactured using a solid phase reaction method.
  • BaMgAl 2 O 3 Eu, which is a blue phosphor material, is produced by the following method. Barium carbonate
  • Red phosphor material (Y, Gd) BO: Eu is prepared by the following method.
  • 3 2 3 3 3 2 Mix to match the light composition.
  • the mixture is fired at 600 ° C to 800 ° C in air, and further fired at 1100 ° C to 1300 ° C in a mixed gas atmosphere containing oxygen and nitrogen.
  • Nesium is composed of Mg element and Zn SiO: M within 10 nm from the surface of Zn SiO: Mn.
  • MgZSi ratio the ratio of Si element constituting the 2 4 2 4 n phosphor material
  • the MgZSi ratio can be measured with an XPS apparatus.
  • XPS is an abbreviation for X-ray Photoelectron Spectroscopy, called X-ray photoelectron spectroscopy, and is a method of examining the state of elements within 10 nm from the surface of a substance.
  • the MgZSi ratio is the value obtained by analyzing the Mg and Si using the XPS system.
  • Mn is prepared using the conventional solid phase reaction method, liquid phase method, and liquid spray method.
  • the solid phase reaction method is a method in which an oxide or carbonate raw material and a flux are fired.
  • the liquid phase method is a method in which a precursor of a phosphor material produced by hydrolyzing an organic metal salt or nitrate in an aqueous solution and adding an alkali or the like as necessary to precipitate is heat-treated.
  • the liquid spray method is a method in which an aqueous solution containing a phosphor material is sprayed into a heated furnace.
  • Uncoated Zn SiO: Mn used in this embodiment is particularly affected by the manufacturing method.
  • Zinc oxide, silicon oxide, and manganese dioxide (MnO) are used as raw materials.
  • composition of the base material of the phosphor material Zinc oxide and silicon oxide which are the raw materials constituting the Zn SiO Mix. Mixing is carried out so that oxysilicon is in excess of the stoichiometric ratio, so that the excess amount is not less than 0.1 mol% and not more than 5 mol%. Then emission center to become two Sani ⁇ Ma Ngan the Zn SiO: mixing 5 mol% to 20 mol 0/0 ⁇ Ka ⁇ to respect Mn. Oxidation
  • the mixing amount of zinc is 200 for the total strength of ZnO: Mn.
  • this mixture is calcined at 600 ° C. to 900 ° C. for 2 hours.
  • the fired mixture is lightly crushed and sieved, and fired in nitrogen or in a mixed atmosphere of nitrogen and hydrogen at 1000 ° C to 1350 ° C to produce uncoated Zn SiO: Mn.
  • silicon oxide is added in excess of the stoichiometric ratio is that the surface becomes more negatively charged by increasing the ratio of silicon oxide, and the adhesion by magnesium cation described below is increased. This is because the acid magnesium magnesium coat is strengthened. However, if it exceeds 5 mol%, the brightness of Zn SiO: Mn will be low, and if it is less than 0.1 mol%, it will be effective.
  • the excess amount of silicon oxide is preferably 0.1 mol% or more and 5 mol% or less.
  • Magnesium nitrate is dissolved in water or an aqueous alkaline solution at a concentration of 0.4% by weight.
  • the mixture is filtered and dried. Thereafter, the dried product is fired in the air at 400 ° C. to 800 ° C. to coat the surface with magnesium oxide oxide.
  • the ZSi ratio is 1.7.
  • the green phosphor mixed in step (hereinafter referred to as Mg-coated green phosphor) is prepared. Also, (Y, Gd) BO: green phosphor with a mixture of Tb and uncoated Zn SiO: Mn at a ratio of 1: 1
  • the Mg-coated mixed green phosphor is laminated to form the green phosphor layer 110G.
  • PDP100 is manufactured using the back panel 140 with 10 17 u laminated.
  • a PDP100 formed by laminating an uncoated mixed green phosphor instead of the Mg coated mixed green phosphor is prepared in the same manner.
  • a driving device 150 is connected to the PDP 100 to produce a PDP device.
  • this PDP device only the green phosphor layer 110G emits light through V and the initial luminance and the luminance maintenance rate after 1000 hours of lighting (hereinafter referred to as luminance maintenance rate) are measured.
  • the luminance maintenance rate is obtained as follows.
  • a sustaining pulse having a voltage of 185 V and a frequency of 100 kHz is alternately applied to sustain electrode 103 and scan electrode 104 of the PDP device for 1000 hours continuously.
  • the luminance maintenance factor represents the luminance after lighting for 1000 hours with respect to the initial luminance.
  • the initial luminance of the PDP device using the Mg-coated mixed green phosphor is 104.5, where the initial luminance of the PDP device using the uncoated mixed green phosphor is 100.
  • the luminance maintenance factor is 94.0 for the PDP device using the uncoated mixed green phosphor, and 96.8 for the PDP device using the Mg coated mixed green phosphor.
  • magnesium oxide is coated on Zn SiO: Mn by the manufacturing method of the present embodiment.
  • Table 1 shows the properties of Mg-coated Zn SiO: Mn powders under various production conditions and their use.
  • the production conditions for 24 n include the type of magnesium metal salt used in the coating, the amount charged (weight%), and the firing temperature after coating (in). MgZ of green phosphor particles as powder characteristics Si ratio is shown. In addition, as the characteristics of the PDP device, the initial luminance and the luminance maintenance rate of the PDP device made of green phosphor particles are shown.
  • No. 1 is the result of a phosphor of uncoated Zn SiO: Mn.
  • No. 2 is the result of a phosphor of uncoated Zn SiO: Mn.
  • Mn is charged in an amount of 0.1 wt% to 0.8 wt%
  • No. 5 of Table 1 The results of the embodiment described above are shown in No. 5 of Table 1.
  • Nos. 4 and 9 are Mg coated Zn Si made from a metal salt of magnesium acetate with a charge of 1 to 5% by weight.
  • the coating can be performed by the same method as the above-described manufacturing method.
  • Fig. 4 shows the relationship between the initial luminance of the PDP device and the MgZSi ratio of Mg-coated Zn SiO: Mn.
  • FIG. As shown in Fig. 4, when the MgZSi ratio is 0.7 or more and 2.0 or less, the force that can increase the initial luminance is 2.0 compared to the case of uncoated Zn SiO: Mn.
  • FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the luminance maintenance factor and the MgZSi ratio of the PDP device. As shown in Fig. 5, regardless of the type of metal salt used in the coating, if the MgZSi ratio is 0.7 or more, the luminance maintenance rate after 1000 hours of lighting is greater than when using uncoated Zn SiO: Mn. But
  • the luminance maintenance ratio is greatly improved.
  • the MgZSi ratio of Mg-coated Zn SiO: Mn is not less than 0.7 and not more than 6.0.
  • the MgZSi ratio is 1.3 or more and 2.0 or less, the initial luminance is higher and the luminance maintenance ratio is greatly improved.
  • a denser or thicker Mg coating is performed, so that the light emitting part on the phosphor surface is concealed by the substance to be coated, and the luminance is lowered. This is thought to be because Mg coating is applied to the entire particle.
  • silicon is detected within 10 nm from the surface by measurement with an XPS apparatus, so that at least a part of the surface is coated rather than coated over the entire particle. As a result, a decrease in luminance is suppressed. Even in the case of some coats, the chargeability has been improved, and the effect is sufficient to suppress luminance deterioration.
  • (Y, Gd) BO: Tb and Mg coat Zn SiO: Mn are used at a ratio of 1: 1.
  • a mixed green phosphor was used.
  • the mixing ratio is other than that, the effect of Mg coating Zn SiO: Mn is achieved according to the mixing ratio, and the effect is not limited by the mixing ratio.
  • the present invention can realize a PDP apparatus with little deterioration in luminance even with long-term discharge, and is useful for a display device with a large screen.

Description

明 細 書
プラズマディスプレイ装置およびプラズマディスプレイ装置用緑色蛍光体 材料の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、プラズマディスプレイ装置とその蛍光体層を構成する蛍光体材料の製 造方法に関する。
背景技術
[0002] プラズマディスプレイ装置（以下、「PDP装置」と記す）は、高精細化、大画面化の 実現が可能な画像表示デバイスとして近年注目されて ヽる。
[0003] プラズマディスプレイパネル（以下、「PDP」と記す）は、 PDP装置の画像を表示す る部分であり、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、ガラス基板上に形成 されたストライプ状の透明電極と金属バス電極とからなる表示電極と、表示電極を覆う 誘電体層と、保護層とで構成されている。一方背面板は、ガラス基板上に形成された ストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上 に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された蛍光体層とで構成されている。
[0004] 前面板と背面板とは、それらの周囲部に形成された封着材によって封着されている 。そして、封着によってできる前面板と背面板との隙間には、ネオンやキセノンなどか らなる放電ガスが封入されて 、る。
[0005] このような構成の PDPは、表示電極、アドレス電極からなる電極群に印加された電 圧で放電ガスが放電し、その放電によって発生する紫外線で蛍光体層が発光するこ とで画像表示を行う。
[0006] PDPは、いわゆる 3原色 (赤色、緑色、青色）を加法混色することにより、フルカラー 表示を行う。このフルカラー表示を行うために PDPは、赤色、緑色、青色に発光する 蛍光体層を備えている。各色の蛍光体層は各色の蛍光体材料が積層されて構成さ れている。
[0007] 代表的な緑色の蛍光体材料の一つである Zn SiO： Mnは、その表面が負に帯電
2 4
している。したがって、 PDPの表示の時に放電ガス中に発生するネオンやキセノンの 正イオンは、負に帯電している Zn SiO： Mnにイオン衝突を起こしやすい。この衝突
2 4
で Zn SiO： Mnの表面が劣化する。したがって PDP装置を長時間使用していると、
2 4
Zn SiO： Mnの劣化により緑色の輝度が低下してしまう。
2 4
[0008] この課題を解決するために、 Zn SiO： Mnの表面に蒸着法や焼成法によって極性
2 4
をプラスにし得る膜を積層することが開示されている (例えば、特許文献 1参照)。
[0009] し力しながら、蒸着法や焼成法での膜の積層は、 Zn SiO： Mnの表面を発光しな
2 4
い膜物質でコートすることになるため、 Zn SiO： Mnの輝度が低下してしまうという課
2 4
題がある。
[0010] また、 Zn SiO： Mnのなどの蛍光体材料の表面に金属アルコキシドを付着させ、こ
2 4
れを焼成することで金属酸ィ匕物の被膜でコートされた PDP用蛍光体粒子を用いる P DPが提案されている（例えば、特許文献 2参照)。
[0011] し力しながら、金属アルコキシドは有機物を含んだ化合物であるため、焼成を十分 に行わないと、蛍光体表面に炭素系化合物が残存してしまう。この炭素系化合物は、 放電によって分解する。特に長時間の使用において分解した炭素系化合物は放電 空間に放出され、放電が不安定になってしまう。
[0012] さらに、負帯電の Zn SiO： Mnに同じ緑色で、正帯電の（Y, Gd) BO： Tbを混合
2 4 3
する手法が考案されている（例えば、特許文献 3参照)。
[0013] しかしながら、 Zn SiO： Mnの表面の帯電性に変化はないので、 Zn SiO： Mnの
2 4 2 4 輝度低下を抑制することはできな 、。
特許文献 1：特開平 11― 86735号公報
特許文献 2 :特開平 10— 195428号公報
特許文献 3：特開 2001— 236893号公報
発明の開示
[0014] 本発明の PDP装置は、一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向 配置するとともに放電空間を複数に仕切るための隔壁を少なくとも一方の基板に配 置し、かつ隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に電極群を 配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたパネル本体を有する PDP装 置であって、蛍光体層は Zn SiO： Mnと (Y, Gd) BO： Tbとの混合物よりなる緑色 蛍光体層を備え、 Zn SiO： Mnの表面に酸化マグネシウムがコートされるとともに XP
2 4
S装置での測定による表面の Si元素に対する Mg元素の比が 0. 7以上 6. 0以下であ る。
[0015] このような構成によれば、 Zn SiO： Mnよりなる緑色蛍光体材料の輝度が高ぐ力
2 4
つ長時間の使用に対しても輝度低下の小さ 、PDP装置を実現することができる。 図面の簡単な説明
[0016] [図 1]図 1は本発明の実施の形態における PDPの電極の概略構成を示す平面図で ある。
[図 2]図 2は本発明の実施の形態における PDPの画像表示領域における部分断面 斜視図である。
[図 3]図 3は本発明の実施の形態における PDP装置の構成を示す概略図である。
[図 4]図 4は本発明の実施の形態における PDP装置の初期輝度と MgZSi比との関 係を示した特性図である。
[図 5]図 5は本発明の実施の形態における PDP装置の輝度維持率と MgZSi比との 関係を示した特性図である。
符号の説明
[0017] 100 PDP
101 前面ガラス基板
102 背面ガラス基板
103 維持電極
104 走査電極
105 誘電体ガラス層
106 MgO保護層
107 アドレス電極
108 下地誘電体ガラス層
109 隔壁
110R 蛍光体層（赤色蛍光体層）
110G 蛍光体層（緑色蛍光体層） HOB 蛍光体層（青色蛍光体層）
121 気密シール層
122 放電空間
130 前面パネノレ
140 背面パネル
150 駆動装置
152 コントローラ
153 表示ドライバ回路
154 表示スキャンドライバ回路
155 アドレスドライバ回路
発明を実施するための最良の形態
[0018] (実施の形態）
図 1は PDPの電極の概略構成を示す平面図である。 PDP100は、前面ガラス基板 (図示せず）と、背面ガラス基板 102と、維持電極 103と、走査電極 104と、アドレス電 極 107と、気密シール層 121とを備える。維持電極 103と走査電極 104とはそれぞれ N本が平行に配置されている。アドレス電極 107は M本が平行に配置されている。維 持電極 103と走査電極 104とアドレス電極 107とは 3電極構造の電極マトリックスを有 しており、走査電極 104とアドレス電極 107との交点に放電セルが形成されている。
[0019] 図 2は PDPの画像表示領域における部分断面斜視図である。 PDP100は、前面パ ネル 130と背面パネル 140とで構成されている。前面パネル 130の前面ガラス基板 1 01上には維持電極 103と走査電極 104と誘電体ガラス層 105と MgO保護層 106と が形成されている。背面パネル 140の背面ガラス基板 102上にはアドレス電極 107と 下地誘電体ガラス層 108と隔壁 109と蛍光体層 110R、 110G、 110Bとが形成され ている。
[0020] 前面パネル 130と背面パネル 140とを貼り合わせ、前面パネル 130と背面パネル 1 40との間に形成される放電空間 122内に放電ガスを封入して PDP 100が完成する。
[0021] 図 3は、 PDP100を用いた PDP装置の構成を示す概略図である。 PDP100は駆動 装置 150と接続されることで PDP装置を構成して 、る。 PDP 100には表示ドライバ回 路 153、表示スキャンドライバ回路 154、アドレスドライバ回路 155が接続されている 。コントローラ 152はこれらの電圧印加を制御する。点灯させる放電セルに対応する 走査電極 104とアドレス電極 107へ所定電圧を印加することでアドレス放電を行う。コ ントローラ 152はこの電圧印加を制御する。その後、維持電極 103と走査電極 104と の間にパルス電圧を印加して維持放電を行う。この維持放電によって、アドレス放電 が行われた放電セルにお！ヽて紫外線が発生する。この紫外線で励起された蛍光体 層が発光することで放電セルが点灯する。各色セルの点灯、非点灯の組み合わせに よって画像が表示される。
[0022] 次に、 PDP100の製造方法を図 1と図 2を参照しながら説明する。まず、前面パネ ル 130の製造方法を説明する。前面ガラス基板 101上に、各 N本の維持電極 103と 走査電極 104をストライプ状に形成する。その後維持電極 103と走査電極 104を誘 電体ガラス層 105でコートする。さらに誘電体ガラス層 105の表面に MgO保護層 10 6を形成する。
[0023] 維持電極 103と走査電極 104は、銀を主成分とする電極用の銀ペーストをスクリー ン印刷により塗布した後、焼成することによって形成する。誘電体ガラス層 105は、酸 化ビスマス系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷で塗布した後、焼成して 形成する。上記ガラス材料を含むペーストは、例えば、 30重量％の酸ィ匕ビスマス (Bi
2
O )と 28重量％の酸化亜鉛 (ZnO)と 23重量％の酸化硼素（B O )と 2· 4重量％の
3 2 3
酸化硅素（SiO )と 2. 6重量0 /0の酸ィ匕アルミニウムを含む。さらに、 10重量0 /0の酸ィ匕
2
カルシウム（CaO)と 4重量％の酸化タングステン（WO )と有機バインダ（α—ターピ
3
ネオールに 10%のェチルセルロースを溶解したもの）とを混合して形成する。ここで、 有機バインダとは榭脂を有機溶媒に溶解したものであり、榭脂としてェチルセルロー ス以外にアクリル榭脂、有機溶媒としてプチルカービトールなども使用することができ る。さらに、こうした有機ノインダに分散剤（例えば、ダリセルトリオレエート）を混入さ せてもよい。
[0024] 誘電体ガラス層 105は所定の厚み (約 40 μ m)となるように塗布厚みを調整する。
MgO保護層 106は酸化マグネシウム（MgO)力も成るものであり、例えばスパッタリン グ法ゃイオンプレーティング法によって所定の厚み (約 0. 5 m)となるように形成す る。
[0025] 次に、背面パネル 140の製造方法を説明する。背面ガラス基板 102上に、電極用 の銀ペーストをスクリーン印刷し、焼成することによって M本のアドレス電極 107をスト ライプ状に形成する。アドレス電極 107の上に酸化ビスマス系のガラス材料を含むぺ 一ストをスクリーン印刷法で塗布した後、焼成して下地誘電体ガラス層 108を形成す る。同じく酸ィ匕ビスマス系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷法により所定 のピッチで繰り返し塗布した後に焼成して隔壁 109を形成する。放電空間 122はこの 隔壁 109によって区画され、放電セルが形成される。隔壁 109の間隔寸法は 42イン チ〜 50インチのフル HDテレビや HDテレビに合わせて 130 μ m〜240 μ m程度に 規定されている。
[0026] 隣接する 2本の隔壁 109の間の溝に、赤色蛍光体層 110R、緑色蛍光体層 110G 、青色蛍光体層 110Bを形成する。赤色蛍光体層 110Rは例えば (Y、 Gd) BO ： Eu
3 の赤色蛍光体材料からなる。青色蛍光体層 110Bは例えば BaMgAl O ： Euの青
10 17 色蛍光体材料からなる。緑色蛍光体層 110Gは例えば Zn SiO ： Mnの緑色蛍光体
2 4
材料からなる。
[0027] このようにして作製された前面パネル 130と背面パネル 140を、前面パネル 130の 走査電極 104と背面パネル 140のアドレス電極 107とが直交するように対向して重ね 合わせる。封着用ガラスを周辺部に塗布し、 450°C程度で 10分〜 20分間焼成する。 図 1に示すように、気密シール層 121の形成により、前面パネル 130と背面パネル 14 0とを封着する。そして、一旦放電空間 122内を高真空に排気したのち、放電ガス（ 例えば、ヘリウム キセノン系、ネオン キセノン系の不活性ガス）を所定の圧力で封 入することによって PDP100が完成する。
[0028] 次に、各色の蛍光体材料の製造方法について説明する。本実施の形態において、 蛍光体材料は、固相反応法により製造されたものを用いて 、る。
[0029] 青色蛍光体材料である BaMgAl O ： Euは以下の方法で作製する。炭酸バリウム
10 17
(BaCO )と炭酸マグネシウム（MgCO )と酸化アルミニウムと酸化ユーロピウム（Eu
3 3 2
O )とを蛍光体組成に合うように混合する。混合物を空気中において 800°C〜1200
3
°Cで焼成し、さらに水素と窒素を含む混合ガス雰囲気において 1200°C〜1400°Cで 焼成して作製する。
[0030] 赤色蛍光体材料 (Y, Gd) BO： Euは以下の方法で作製する。酸化イットリウム (Y
3 2
O )と酸ィ匕ガドリミゥム（Gd O )とホウ酸 (H BO )と酸ィ匕ユーロピウム (EuO )とを蛍
3 2 3 3 3 2 光体組成に合うように混合する。混合物を空気中にて 600°C〜800°Cで焼成し、さら に酸素と窒素を含む混合ガス雰囲気において 1100°C〜1300°Cで焼成して作製す る。
[0031] 次に緑色蛍光体材料について説明する。本発明の実施の形態では、緑色蛍光体 材料として、 Zn SiO： Mnと（Y, Gd) BO： Tbとの混合体をも用いる。そのうち Zn Si
2 4 3 2
O： Mnとして、表面に物質がコートされていない Zn SiO： Mn (以下、無コート Zn S
4 2 4 2 iO： Mnと記す）の表面に酸化マグネシウムをコートしたものを用いる。この酸化マグ
4
ネシゥムは、 Zn SiO： Mnの表面から 10nm以内において、 Mg元素と Zn SiO： M
2 4 2 4 nの蛍光体材料を構成する Si元素との比（以下、 MgZSi比と記す）が 0. 7以上 6. 0 以下になるように制御してコートする。
[0032] ここで MgZSi比は、 XPS装置で測定することができる。 XPSとは、 X-ray Photoel ectron Spectroscopyの略で、 X線光電子分光分析と呼ばれ、物質の表面から 10nm 以内の元素の様子を調べる方法である。 MgZSi比は XPS装置により Mgと Siの分 析を行い、それらの比をとつた値である。
[0033] 以下、本発明の実施の形態における緑色蛍光体材料の製造方法について詳しく 説明する。無コート Zn SiO
2 4： Mnは、従来の固相反応法や液相法や液体噴霧法を 用いて作製する。固相反応法は酸化物や炭酸化物原料とフラックスを焼成して作製 する方法である。液相法は、有機金属塩や硝酸塩を水溶液中で加水分解し、必要に 応じてアルカリなどを加えて沈殿させて生成した蛍光体材料の前駆体を熱処理して 作製する方法である。また液体噴霧法は、蛍光体材料の原料が入った水溶液を加熱 された炉中に噴霧して作製する方法である。
[0034] 本実施の形態で使用する無コート Zn SiO： Mnは、特に作製方法に影響を受ける
2 4
ものではないが、ここでは一例として固相反応法による製法について述べる。原料と しては酸化亜鉛、酸化珪素、二酸化マンガン (MnO )を用いる。
2
[0035] 蛍光体材料の母材の組成 Zn SiOを構成する原料である酸化亜鉛と酸化珪素とを 混合する。混合は、化学量論比よりも酸ィヒ珪素が過剰となるようにして行い、過剰量 は 0. 1モル％以上かつ 5モル％以下となるようにする。次に発光中心となる二酸ィ匕マ ンガンを Zn SiO： Mnに対して 5モル％〜20モル0 /0添カ卩して混合する。なお、酸化
2 4
亜鉛の混合量は、酸ィ匕亜鉛と二酸ィ匕マンガンの合計力 Zn SiO： Mnに対して 200
2 4
モル％となるように適宜調整する。
[0036] 次にこの混合物を 600°C〜900°Cで 2時間焼成する。焼成した混合物を軽く粉砕、 篩い分けを行い、窒素中、あるいは窒素と水素の混合雰囲気中で 1000°C〜1350 °Cで焼成を行い、無コート Zn SiO： Mnを作製する。
2 4
[0037] なお、酸化珪素を化学量論比より過剰に配合する理由は、酸化珪素の比率を増や すことで表面の負帯電性がより大きくなり、以下に述べるマグネシウム陽イオンによる 密着性が上がり、それに伴って酸ィ匕マグネシウムコートが強固になるためである。た だし、 5モル％を超えると、 Zn SiO： Mnの輝度が低くなり、 0. 1モル％未満では、効
2 4
果を発揮しない。したがって酸ィ匕珪素の過剰混合量は 0. 1モル％以上かつ 5モル％ 以下が好ましい。
[0038] 次に無コート Zn SiO： Mnの表面上に酸化マグネシウムをコートする方法を説明
2 4
する。硝酸マグネシウムを 0. 4重量％の濃度で水またはアルカリ水溶液中に溶解す る。その溶解液中に無コート Zn SiO： Mnを投入して混合液を作製し、加熱しながら
2 4
攪拌する。加熱温度は、 30°C未満では金属塩が溶液中に析出してしまう。また 60°C を超える温度では Zn SiO： Mnが酸やアルカリによって溶解してしまう。このため、 3
2 4
0°C以上かつ 60°C以下の温度範囲で加熱を行う。この攪拌によって、溶解液中のマ グネシゥム陽イオンが負帯電性の無コート Zn SiO： Mnに密着してコートが行われる
2 4
。この混合液を濾過、乾燥する。その後、この乾燥物を空気中において 400°C〜80 0°Cで焼成することで酸ィ匕マグネシウムが表面にコートされた Zn SiO： Mn (以下、
2 4
Mgコート Zn SiO ： Mnと記述する）を作製する。この Mgコート Zn SiO ： Mnの Mg
2 4 2 4
ZSi比は 1· 7である。
[0039] 次に、（Y， Gd) BO： Tbの作製方法について述べる。原料として、 Y O、 Gd O、
3 2 3 2 3
H BO、 Tb Oをそれぞれ、蛍光体母材の組成を構成する（Y， Gd) BO： Tbの組
3 3 2 5 3 成に合うように混合した後に空気中 600°C〜800°Cで焼成後、酸素一窒素中雰囲気 中 1100°C〜1300°Cで焼成して（Y, Gd) BO： Tbを作成する。
3
[0040] このようにして作製した（Y, Gd) BO： Tbと Mgコート Zn SiO： Mnとを 1 : 1の割合
3 2 4
で混合した緑色蛍光体 (以下、 Mgコート混合緑色蛍光体と記述する）を作製する。ま た、（Y, Gd) BO： Tbと無コート Zn SiO： Mnとを 1： 1の割合で混合した緑色蛍光体
3 2 4
(以下、無コート混合緑色蛍光体と記述する）を作製する。
[0041] 上記 Mgコート混合緑色蛍光体を積層して緑色蛍光体層 110Gを形成する。赤色 蛍光体層 110Rには（Y, Gd) BO :Eu、青色蛍光体層 110Bには BaMgAl O ： E
3 10 17 uを積層した背面パネル 140で PDP100を作製する。また、比較のため、 Mgコート 混合緑色蛍光体の代わりに無コート混合緑色蛍光体を積層して形成した PDP100 を同様にして作製する。
[0042] この PDP100に駆動装置 150を接続し、 PDP装置を作製する。この PDP装置にお Vヽて緑色蛍光体層 110Gのみを発光させ、初期輝度と 1000時間点灯後の輝度維持 率 (以下、輝度維持率と記す)を測定する。輝度維持率は、次のようにして求める。 P DP装置の維持電極 103と走査電極 104とに電圧 185V、周波数 100kHzの放電維 持パルスを交互に 1000時間連続して印加する。 1000時間点灯後の PDP装置にお いて緑色蛍光体層 110Gのみを発光させ、輝度を測定する。輝度維持率は、初期輝 度に対する 1000時間点灯後の輝度を表す。
[0043] Mgコート混合緑色蛍光体を用いた PDP装置の初期輝度は、無コート混合緑色蛍 光体を用いた PDP装置の初期輝度を 100として 104. 5である。また、輝度維持率は 無コート混合緑色蛍光体を用いた PDP装置が 94. 0に対し、 Mgコート混合緑色蛍 光体を用いた PDP装置が 96. 8である。
[0044] このように、本実施の形態の作製方法で酸化マグネシウムを Zn SiO： Mnにコート
2 4
した緑色蛍光体を用いることで、輝度低下を起こすことなぐ輝度維持率を改善する ことができる。
[0045] 表 1は、種々の作製条件での Mgコート Zn SiO： Mnの粉体の特性とそれを用いた
2 4
混合緑色蛍光体による PDP装置の特性を示したものである。 Mgコート Zn SiO： M
2 4 nの作製条件として、コートに用いたマグネシウム金属塩の種類とその仕込み量 (重 量％)、コート後の焼成温度 (で）を示す。粉体の特性として緑色蛍光体粒子の MgZ Si比を示す。また、 PDP装置の特性として、緑色蛍光体粒子で作製した PDP装置の 初期輝度と輝度維持率を示す。
[表 1]
Figure imgf000012_0001
[0047] コートする緑色蛍光体粒子としては、前述の固相反応法により作製した無コート Zn
2
SiO： Mnを用いる。 No. 1は無コート Zn SiO： Mnの蛍光体の結果である。 No. 2
4 2 4
、 3、 5、 6は、無コート Zn SiO： Mnに対して、仕込み量が 0. 1重量％から 0. 8重量
2 4
%の硝酸マグネシウムの金属塩で作製した Mgコート Zn SiO： Mnの結果である。な
2 4
お、上述した実施の形態の結果は、表 1の No. 5に示す。また、 No. 4、 9は、仕込み 量が 1重量％から 5重量％の酢酸マグネシウムの金属塩で作製した Mgコート Zn Si
2
O： Mnの結果である。さらに、 No. 7、 8、 10は仕込み量が 1重量％〜4重量％の蓚
4
酸マグネシウムの金属塩で作製した Mgコート Zn SiO： Mnの結果である。いずれの
2 4
場合も前述した作製方法と同様の方法でコートすることが可能である。
[0048] 図 4は PDP装置の初期輝度と Mgコート Zn SiO ： Mnの MgZSi比との関係を示し
2 4
た特性図である。図 4に示すように、 MgZSi比が 0. 7以上でかつ 2. 0以下の範囲で は無コート Zn SiO ： Mnの場合に比べて初期輝度を高くすることができる力 2. 0を
2 4
超える MgZSi比では初期輝度が低下する。 MgZSi比が 6. 0以下であれば、初期 輝度の低下は 15%程度であり、実用上問題はな！/、。 [0049] 図 5は PDP装置の輝度維持率と MgZSi比との関係を示した特性図である。図 5に 示すように、コートに用いる金属塩の種類に関わらず、 MgZSi比が 0. 7以上であれ ば、無コート Zn SiO： Mnを用いた場合に比べて 1000時間点灯後の輝度維持率が
2 4
改善する。特に MgZSi比が 1. 3以上であれば輝度維持率が大きく改善する。また、 V、ずれにお 、ても、 1000時間点灯後の PDP装置の放電の安定性にはまったく変化 は見られない。
[0050] したがって、 Mgコート Zn SiO： Mnの MgZSi比が 0. 7以上でかつ 6. 0以下であ
2 4
れば、実用上問題のない輝度で、かつ輝度維持率が改善されるため望ましい。また、
MgZSi比が 1. 3以上かつ 2. 0以下であれば、初期輝度が高ぐさらに輝度維持率 が大きく改善されるため、さらに望ましい。
[0051] 従来知られている蒸着法や焼成法では、より緻密、あるいはより厚い Mgコートが行 われることにより、蛍光体表面の発光部位がコートする物質に隠蔽され、輝度が低下 する。これは、粒子全体にわたって Mgコートが行われているためと考えられる。それ に対し、本発明の製造方法では、 XPS装置での測定により、表面から 10nm以内に 珪素が検出されることから、粒子全体にわたってコートされるのではなぐ少なくとも表 面の一部にコートされていることで、輝度低下が抑制される。し力も、一部のコートで あっても帯電性の改善は行われており、輝度劣化の抑制には十分な効果を果たして いる。
[0052] さらに、金属アルコキシドのような有機物は使用していないため、 PDP内部におい て、放電を不安定にするような要因になることはなぐ長時間の使用においても放電 安定性は変化しない。
[0053] 本実施の形態では、 (Y, Gd) BO： Tbと Mgコート Zn SiO： Mnとを 1 : 1の割合で
3 2 4
混合した緑色蛍光体を用いた。他の混合比率のときは、混合比率に応じて Mgコート Zn SiO： Mnの効果を果たし、その効果は混合比率に制限を受けない。
2 4
産業上の利用可能性
[0054] 本発明は、長期間放電に対しても輝度劣化の小さい PDP装置を実現することがで き、大画面の表示デバイスなどに有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに前記放電 空間を複数に仕切るための隔壁を少なくとも一方の基板に配置し、かつ前記隔壁に より仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に電極群を配置するとともに放 電により発光する蛍光体層を設けたパネル本体を有するプラズマディスプレイ装置で あって、
前記蛍光体層は Zn SiO： Mnと (Y, Gd) BO： Tbとの混合物よりなる緑色蛍光体層
2 4 3
を備え、
前記 Zn SiO： Mnの表面に酸化マグネシウムがコートされるとともに XPS装置での
2 4
測定による表面の Si元素に対する Mg元素の比が 0. 7以上 6. 0以下であることを特 徴とするプラズマディスプレイ装置。
[2] 前記 Si元素に対する Mg元素の比が 1. 3以上 2. 0以下であることを特徴とする請求 項 1に記載のプラズマディスプレイ装置。
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