JP2008169326A - Vacuum ultraviolet excitation phosphor and plasma display device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空紫外領域の紫外線により励起され発光する蛍光体およびこの蛍光体を用いたプラズマディスプレイ(PDP)装置に関する。 The present invention relates to a phosphor that emits light by being excited by ultraviolet rays in the vacuum ultraviolet region, and a plasma display (PDP) apparatus using the phosphor.
蛍光体は特許文献1に記載されるように電子線、X線、紫外線等の励起エネルギーにより発光する。その蛍光体の発光現象は種々の表示装置及び発光装置として広く使用されている。例えば、蛍光ランプや最近ではプラズマディスプレイ装置(PDP(Plasma Display Panel)装置)などに使用される。プラズマディスプレイ(PDP)装置では、キセノン、ヘリウム、ネオンなどの希ガスの放電により発生する波長200nm以下の真空紫外線により励起されて蛍光体が発光する。そして、プラズマディスプレイ(PDP)装置は、発光装置としてプラズマディスプレイパネル(PDP)を使用した表示装置であり、薄型大画面テレビ(TV)として普及している。
As described in
プラズマディスプレイパネル(PDP)は、希ガスを含む微小放電空間での負グロー領域で発生する紫外線(希ガスとしてキセノンを使用した場合は、146nmおよび172nmの波長域にある真空紫外線)を励起源としてその微小放電空間内に配置した蛍光体層中の蛍光体を励起し発光させることにより可視領域での発光を得る。プラズマディスプレイ(PDP)装置では、この発光量と3原色に対応する赤、緑、青色とを制御して表示に使用する。従って、蛍光体層中の蛍光体はプラズマディスプレイ(PDP)装置を構成する上で非常に重要な主要構成部材である。 The plasma display panel (PDP) uses ultraviolet light generated in a negative glow region in a minute discharge space containing a rare gas (when using xenon as a rare gas, vacuum ultraviolet rays in the wavelength regions of 146 nm and 172 nm) as an excitation source. Luminescence in the visible region is obtained by exciting the phosphor in the phosphor layer disposed in the minute discharge space to emit light. In the plasma display (PDP) apparatus, the light emission amount and red, green, and blue colors corresponding to the three primary colors are controlled and used for display. Therefore, the phosphor in the phosphor layer is a very important main constituent member for constituting a plasma display (PDP) device.
この種の材料および技術に関する文献としては、例えば特開2004−176010号公報(特許文献2)及び「蛍光体同学会編「蛍光体ハンドブック」 オーム社1987年 III編 第7章330−335頁(非特許文献1)」が挙げられる。 References relating to this type of material and technology include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-176010 (Patent Document 2) and “Phosphor Handbook” edited by Phosphors Society of Japan. Non-patent document 1) ”.
このプラズマディスプレイパネル(PDP)装置に備えられているような真空紫外線によって励起され可視光を発生する蛍光体層を形成する蛍光体には、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)各色に発光する蛍光体が使用され、これら3色の蛍光体からの発光を組み合わせることで白色が得られる。従来のプラズマディスプレイパネル(PDP)では、赤色発光蛍光体として(Y,Gd)BO3:Eu蛍光体、緑色発光蛍光体としてZn2SiO4:Mn蛍光体、青色発光蛍光体としてBaMgAl10O17:Eu(BAM)などを使用するのが一般的である。 The phosphors that form a phosphor layer that emits visible light when excited by vacuum ultraviolet rays as provided in the plasma display panel (PDP) device include red (R), green (G), and blue (B). Phosphors that emit light for each color are used, and white light is obtained by combining the light emission from these three color phosphors. In a conventional plasma display panel (PDP), (Y, Gd) BO 3 : Eu phosphor as a red light-emitting phosphor, Zn 2 SiO 4 : Mn phosphor as a green light-emitting phosphor, and BaMgAl 10 O 17 as a blue light-emitting phosphor. : Eu (BAM) or the like is generally used.
特に、視感度の高い緑色発光蛍光体は、白色の輝度を決定する重要な役割を果たす蛍光体であるため、高輝度で、高色純度の発光を生じる緑色発光蛍光体の提供が望まれている。 In particular, since a green light-emitting phosphor having high visibility is a phosphor that plays an important role in determining white luminance, it is desired to provide a green light-emitting phosphor that emits light with high luminance and high color purity. Yes.
現在プラズマディスプレイパネル(PDP)用緑色発光蛍光体としては、波長200nm以下の真空紫外線で励起され、高効率に発光を得られる蛍光体が使用されている。具体的にはZn2SiO4:Mn、YBO3:Tbがよく知られており、その中でZn2SiO4:Mnが主に使用されている。しかし上記蛍光体の内、YBO3:Tbは、輝度が低く、色純度も悪いという問題があった。Zn2SiO4:Mnは、上記緑色発光蛍光体と比較して、発光輝度が高いという優れた特徴を有している。しかしながら、Zn2SiO4:Mn緑色発光蛍光体の色純度は十分ではなく、さらなる色度特性の改善が望まれている。 Currently, as a green light-emitting phosphor for a plasma display panel (PDP), a phosphor that is excited by vacuum ultraviolet rays having a wavelength of 200 nm or less and can obtain light emission with high efficiency is used. Specifically, Zn 2 SiO 4 : Mn and YBO 3 : Tb are well known, and Zn 2 SiO 4 : Mn is mainly used among them. However, among the above phosphors, YBO 3 : Tb has a problem of low brightness and poor color purity. Zn 2 SiO 4 : Mn has an excellent feature that the emission luminance is higher than that of the green light-emitting phosphor. However, the color purity of the Zn 2 SiO 4 : Mn green light-emitting phosphor is not sufficient, and further improvement in chromaticity characteristics is desired.
先に示した特許文献1において、高演色性蛍光ランプ、フォトコピー用光源ならびに陰極線管発光スクリーン等に適用した蛍光体として、マンガン(Mn)付活ゲルマニウム酸塩蛍光体を開発したが、蛍光ランプ用及びブラウン管用に限定し、254nm励起および電子線励起を前提としていたため、真空紫外領域紫外線での評価は未検討であり、PDP装置への適用の示唆はない。PDP装置用もしくは真空紫外線励起用として新規な蛍光体が望まれている。
In the above-mentioned
また、現在、蛍光体材料の高性能化検討と併行してPDP装置の技術分野においては、高性能のTV装置としてPDP装置の高発光効率化を目的とするPDP構造の改善検討が進められている。その一つの方法として、Neを主成分とする放電ガス中のXeガスの組成比を増加させ、発生するXe2分子線を積極的に利用しようとする検討が盛んに行われている。通常、放電ガス中のキセノンガス組成比(5%程度)より多い組成比領域でこうしたPDPの発光高効率化を達成する検討がなされている。その場合、PDPの蛍光体層中の緑色発光蛍光体は、放電により発生する波長146nmの真空紫外線に加え、PDPを高キセノン濃度化した場合に主要な蛍光体励起光源となるXe2分子線、すなわち波長172nmの真空紫外線によっても効率良く励起され、高色純度で発光する蛍光体であることが必要となる。 At the same time, in the technical field of PDP devices, in parallel with the study on improving the performance of phosphor materials, studies are being made to improve the PDP structure for the purpose of increasing the light emission efficiency of PDP devices as high-performance TV devices. Yes. As one of the methods, studies are actively made to increase the composition ratio of Xe gas in a discharge gas containing Ne as a main component and to actively use the generated Xe 2 molecular beam. In general, studies have been made to achieve such high emission efficiency of the PDP in a composition ratio region larger than the xenon gas composition ratio (about 5%) in the discharge gas. In that case, the green light emitting phosphor in the phosphor layer of the PDP is a Xe 2 molecular beam that becomes a main phosphor excitation light source when the PDP is made to have a high xenon concentration, in addition to vacuum ultraviolet rays having a wavelength of 146 nm generated by discharge. That is, it is necessary to be a phosphor that is efficiently excited by vacuum ultraviolet light having a wavelength of 172 nm and emits light with high color purity.
本発明の目的は、真空紫外線励起下において色純度のより優れた緑色発光蛍光体を提供することにある。また、本発明の他の目的は、色純度のより優れた緑色蛍光体を用いて緑色蛍光膜を構成することにより、色純度のより優れたプラズマディスプレイ装置を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述と添付図面によって明らかにする。 An object of the present invention is to provide a green light-emitting phosphor having better color purity under vacuum ultraviolet excitation. Another object of the present invention is to provide a plasma display device with better color purity by forming a green phosphor film using a green phosphor with better color purity. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and attached drawings.
本発明の目的は、次の一般式(I)で表される組成を有し、真空紫外線励起下で発光することを特徴とする真空紫外線励起蛍光体により達成される。
Li5Zn8−xAl5(MO4)9:Mnx ・・・(I)
前記式(I)中において、MはGe、Siの内少なくとも1種の元素である。また、xは、0.001≦x≦0.5の範囲の値が適当である。xのさらに好ましい範囲は、0.01≦x≦0.3の範囲である。
The object of the present invention is achieved by a vacuum ultraviolet ray excited phosphor characterized by having a composition represented by the following general formula (I) and emitting light under vacuum ultraviolet ray excitation.
Li 5 Zn 8-x Al 5 (MO 4) 9: Mn x ··· (I)
In the formula (I), M is at least one element of Ge and Si. Further, x is suitably a value in the range of 0.001 ≦ x ≦ 0.5. A more preferable range of x is a range of 0.01 ≦ x ≦ 0.3.
また、本発明の他の目的は、間隔をあけて対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に設けられ、前記一対の基板間に形成された隔壁と、前記一対の基板の対向面の少なくとも一方に配置される電極対と、前記隔壁によって形成される空間内に封入され、前記電極対に印加された電圧による放電により紫外線を発生する放電ガスと、前記空間内の前記一対の基板の対向面と前記隔壁の壁面上との少なくとも一方に形成され、前記紫外線により励起されて発光する蛍光体を含有する蛍光体層とから構成され、前記蛍光体は、上記の一般式(I)で表される蛍光体を含むことを特徴とするプラズマディスプレイ装置により達成される。 Another object of the present invention is to provide a pair of substrates opposed to each other with a space therebetween, a partition wall provided between the pair of substrates and formed between the pair of substrates, and the pair of substrates opposed to each other. A pair of electrodes disposed on at least one of the surfaces; a discharge gas sealed in a space formed by the partition walls; and generating ultraviolet rays by a discharge caused by a voltage applied to the electrode pairs; and the pair of the spaces in the space A phosphor layer is formed on at least one of the opposing surface of the substrate and the wall surface of the partition wall and contains a phosphor layer that emits light when excited by the ultraviolet rays. This is achieved by a plasma display device comprising a phosphor represented by the following formula.
また、本発明に係るプラズマディスプレイ装置は、色度特性が十分でないマンガン(Mn)付活珪酸亜鉛蛍光体Zn2SiO4:Mnに代替、もしくはそれと混合して一部を置換する使用の形態で、色純度のより優れた緑色発光蛍光体である前記一般式(I)で表される蛍光体を用いているため、優れた色純度を達成できる。 In addition, the plasma display device according to the present invention can be used in place of manganese (Mn) -activated zinc silicate phosphor Zn 2 SiO 4 : Mn, which has insufficient chromaticity characteristics, or a part of which is mixed and mixed with it. Since the phosphor represented by the general formula (I), which is a green light-emitting phosphor having better color purity, is used, excellent color purity can be achieved.
また、本発明に係るプラズマディスプレイ装置は、波長146nmの真空紫外線励起条件に加え、高キセノン濃度化されたPDPにおいて励起源として主要な役割を果たす波長172nmの真空紫外線による光励起条件でも色純度が良好な前記一般式(I)で表される組成を有することを特徴とする蛍光体を用いているため、優れた色度特性を達成できる。 Moreover, the plasma display device according to the present invention has good color purity not only under vacuum ultraviolet excitation conditions with a wavelength of 146 nm but also under optical excitation conditions with vacuum ultraviolet radiation with a wavelength of 172 nm, which plays a major role as an excitation source in a high xenon-concentrated PDP. Since a phosphor having a composition represented by the general formula (I) is used, excellent chromaticity characteristics can be achieved.
また、本発明に係るプラズマディスプレイ装置は、波長146nmの真空紫外線励起条件に加え、例えばXe組成比が6%以上、より好ましくはさらに146nm成分に対する172nmの紫外線成分強度比が強いXe組成比10%以上となる量でXeガスを含んで構成された放電ガスを使用する高キセノン濃度化されたPDPにおいて、励起源として主要な役割を果たす波長172nmの真空紫外線による光励起条件でも色純度が良好な前記一般式(I)で表される組成を有することを特徴とする蛍光体を用いているため、優れた色度特性を達成できる。 Further, the plasma display device according to the present invention has a Xe composition ratio of 10%, for example, in which the Xe composition ratio is 6% or more, more preferably, the 172 nm ultraviolet component intensity ratio is strong with respect to the 146 nm component, in addition to the vacuum ultraviolet excitation condition of wavelength 146 nm. In the high xenon-concentrated PDP using the discharge gas configured to contain the Xe gas in the amount as described above, the color purity is good even under the photoexcitation condition with vacuum ultraviolet light having a wavelength of 172 nm, which plays a major role as an excitation source. Since a phosphor characterized by having a composition represented by the general formula (I) is used, excellent chromaticity characteristics can be achieved.
本発明によれば、真空紫外線励起下において色純度のより優れた緑色発光蛍光体を提供することができる。また、色純度のより優れた緑色蛍光体を用いて緑色蛍光膜を構成することにより、色純度のより優れたプラズマディスプレイ装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the green light emission fluorescent substance which was more excellent in color purity under vacuum ultraviolet-ray excitation can be provided. In addition, by forming a green phosphor film using a green phosphor with better color purity, a plasma display device with better color purity can be provided.
本発明者は真空紫外線励起下において色純度が良い緑色発光Mn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体を見出した。そして、この蛍光体を緑色成分として蛍光膜に用いることにより、色純度のより優れたプラズマディスプレイ装置を得ることができた。 The present inventor has found a green light-emitting Mn-activated germanate phosphor having good color purity under vacuum ultraviolet excitation. By using this phosphor as a green component in the phosphor film, a plasma display device with better color purity could be obtained.
本発明者は、本発明を構成するMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体の例であるLi5Zn7.97Al5(GeO4)9:Mn0.03とLi5Zn7.95Al5(SiO4)9:Mn0.05を合成した。そして、真空紫外線励起下での発光特性を調べた。まず、それらを用いて、従来のMn付活珪酸亜鉛蛍光体Zn2SiO4:Mn蛍光体と比較するよう、定法に従い、中心発光波長146nmの真空紫外線エキシマランプを光源に用いて発光スペクトルを測定した。 This inventor is Li 5 Zn 7.97 Al 5 (GeO 4 ) 9 : Mn 0.03 and Li 5 Zn 7.95 Al 5 (examples of Mn-activated germanate phosphors constituting the present invention. SiO 4 ) 9 : Mn 0.05 was synthesized. And the light emission characteristic under vacuum ultraviolet-ray excitation was investigated. First, using them, the emission spectrum was measured using a vacuum ultraviolet excimer lamp having a central emission wavelength of 146 nm as a light source according to a conventional method so as to be compared with a conventional Mn-activated zinc silicate phosphor Zn 2 SiO 4 : Mn phosphor. did.
図1は本発明を構成するMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体の[Li5Zn7.97Al5(GeO4)9:Mn0.03とLi5Zn7.95Al5(SiO4)9:Mn0.05]と従来の蛍光体例であるZn2SiO4:Mnの波長146nm真空紫外線励起条件での発光スペクトルである。 FIG. 1 shows [Li 5 Zn 7.97 Al 5 (GeO 4 ) 9 : Mn 0.03 and Li 5 Zn 7.95 Al 5 (SiO 4 ) 9 of the Mn-activated germanate phosphor constituting the present invention. : Mn 0.05 ] and a conventional phosphor example Zn 2 SiO 4 : Mn emission spectrum under a wavelength of 146 nm under vacuum ultraviolet light excitation conditions.
図2は本発明を構成するMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体と従来の蛍光体例であるZn2SiO4:MnとにおけるCIE色度座標における色度点x値およびy値をまとめた表である。 FIG. 2 is a table summarizing the chromaticity point x value and y value in the CIE chromaticity coordinates of the Mn-activated germanate phosphor constituting the present invention and Zn 2 SiO 4 : Mn as a conventional phosphor example. .
結果を検討することにより、図1および図2に示すように、波長146nm真空紫外線励起条件で、Mn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体は良い緑色発光を示した。また、取得した従来蛍光体Zn2SiO4:Mnの発光スペクトルと比べて、本実施の形態のMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体は、いずれも発光スペクトルピーク波長が短波長側へシフトしていることが分かる。 By examining the results, as shown in FIGS. 1 and 2, the Mn-activated germanate phosphor exhibited good green light emission under the condition of 146 nm vacuum ultraviolet light excitation. In addition, as compared with the emission spectrum of the obtained conventional phosphor Zn 2 SiO 4 : Mn, the emission spectrum peak wavelength of each of the Mn-activated germanate phosphors of the present embodiment is shifted to the short wavelength side. I understand that.
その結果、図2に示すように、蛍光体の発光色を示すCIE色度座標における色度点は、x値およびy値がそれぞれ、従来の蛍光体Zn2SiO4:Mnにおいて(x,y)=(0.250,0.697)であるのに対し、Li5Zn7.97Al5(GeO4)9:Mn0.03のx,y色度値は(x,y)=(0.219,0.714)であり、Li5Zn7.95Al5(SiO4)9:Mn0.05のx,y色度値は(x,y)=(0.230,0.693)である。そして、NTSC規格の緑色発光蛍光体の色度座標は、(x,y)=(0.21,0.71)である。本実施の形態のMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体はZn2SiO4:MnよりもNTSC基準緑色点に近く、従来蛍光体Zn2SiO4:Mnに比べて優れ、高い色度特性が有することが分かる。図2に記載のCIE色度座標は緑色に関する座標である。NTSCとはカラー放送の規格値であり、CIE色度座標のx値、y値において、緑色の色度座標は、(x,y)=(0.21,0.71)で表される。 As a result, as shown in FIG. 2, the chromaticity point in the CIE chromaticity coordinate indicating the emission color of the phosphor has an x value and a y value of (x, y) in the conventional phosphor Zn 2 SiO 4 : Mn, respectively. ) = (0.250, 0.697), whereas the x, y chromaticity value of Li 5 Zn 7.97 Al 5 (GeO 4 ) 9 : Mn 0.03 is (x, y) = ( 0.219, 0.714), and the x, y chromaticity value of Li 5 Zn 7.95 Al 5 (SiO 4 ) 9 : Mn 0.05 is (x, y) = (0.230, 0. 693). The chromaticity coordinates of the NTSC standard green light emitting phosphor are (x, y) = (0.21, 0.71). Mn-activated germanate phosphors phosphor of this embodiment is Zn 2 SiO 4: close to the NTSC standard green point than Mn, the conventional phosphor, Zn 2 SiO 4: superior to Mn, have high chromaticity characteristics I understand. The CIE chromaticity coordinates shown in FIG. 2 are coordinates relating to green. NTSC is a standard value for color broadcasting. In the CIE chromaticity coordinate x and y values, the green chromaticity coordinate is represented by (x, y) = (0.21, 0.71).
そして、中心波長172nmの真空紫外線エキシマランプを光源に用いて同様に発光スペクトルを測定したところ、やはり、本実施の形態のMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体蛍光体は、いずれも発光スペクトルピーク波長が短波長側へシフトしていることが分かった。そして、その結果、図2に示すように、蛍光体の発光色を示すCIE色度座標における色度点は、x値およびy値がそれぞれ、従来の蛍光体Zn2SiO4:Mnにおいて(x,y)=(0.250,0.697)であるのに対し、Li5Zn7.97Al5(GeO4)9:Mn0.03のx,y色度値は(x,y)=(0.220,0.707)であり、Li5Zn7.95Al5(SiO4)9:Mn0.05のx,y色度値は(x、y)=(0.232、0.692)である。そして、NTSC規格の緑色発光蛍光体の色度座標は、(x,y)=(0.21,0.71)である。本実施の形態のMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体蛍光体はZn2SiO4:MnよりもNTSC基準緑色点に近く、従来蛍光体Zn2SiO4:Mnに比べて優れた色度特性を有することが分かる。 Then, when the emission spectrum was measured in the same manner using a vacuum ultraviolet excimer lamp having a center wavelength of 172 nm as a light source, the emission spectrum peak wavelength of each of the Mn-activated germanate phosphors of the present embodiment is also as follows. It turned out that it shifted to the short wavelength side. As a result, as shown in FIG. 2, the chromaticity point in the CIE chromaticity coordinates indicating the emission color of the phosphor has an x value and a y value in the conventional phosphor Zn 2 SiO 4 : Mn (x , Y) = (0.250, 0.697), whereas the x, y chromaticity value of Li 5 Zn 7.97 Al 5 (GeO 4 ) 9 : Mn 0.03 is (x, y). = (0.220, 0.707) and the x, y chromaticity value of Li 5 Zn 7.95 Al 5 (SiO 4 ) 9 : Mn 0.05 is (x, y) = (0.232, 0.692). The chromaticity coordinates of the NTSC standard green light emitting phosphor are (x, y) = (0.21, 0.71). Mn-activated germanate phosphors phosphor phosphor of the present embodiment is Zn 2 SiO 4: close to the NTSC standard green point than Mn, the conventional phosphor, Zn 2 SiO 4: having a good chromaticity characteristics compared to Mn I understand that.
その結果、本発明に係るMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体蛍光体は波長146nm、172nmの真空紫外線で励起した場合、従来の蛍光体Zn2SiO4:Mnと比較して発光スペクトルが短波長側へシフトし、より高色純度化が可能であることが分かった。 As a result, the Mn-activated germanate phosphor phosphor according to the present invention has an emission spectrum on a shorter wavelength side when compared with the conventional phosphor Zn 2 SiO 4 : Mn when excited with vacuum ultraviolet rays having wavelengths of 146 nm and 172 nm. It has been found that higher color purity is possible.
本発明に係わるMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体における付活剤であるMn濃度に関しては、発光中心としての効果が十分に発揮できる量を下限とし、濃度消光による発光効率の低下を回避できる量を上限とした。すなわち、Mn濃度xについては、上記式(I)の表記に従うと、Mn濃度を示すxは0.001≦x≦0.5であることが望ましい。xのさらに好ましい範囲は、0.01≦x≦0.3の範囲である。 With respect to the Mn concentration which is an activator in the Mn-activated germanate phosphor according to the present invention, the amount that can sufficiently exhibit the effect as the luminescence center is set as the lower limit, and the amount that can avoid the decrease in luminous efficiency due to concentration quenching is set. The upper limit. That is, regarding the Mn concentration x, according to the notation of the above formula (I), x indicating the Mn concentration is preferably 0.001 ≦ x ≦ 0.5. A more preferable range of x is a range of 0.01 ≦ x ≦ 0.3.
なお、プラズマディスプレイパネルの放電ガス組成と放電により発生する紫外線構成成分の関係に関しては、Xe(キセノン)組成比が高いほど146nm成分に対する172nmの紫外線成分強度が強くなることが分かっている。従って、本発明に係るMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体を使用した場合、波長172nmの光励起で蛍光体において良好な発光特性が得られていることから、例えばXe組成比が6%以上、より好ましくはさらに146nm成分に対する172nmの紫外線成分強度が強くなるXe組成10%以上となる量でXeガスを含んで構成された放電ガスを用いる高キセノン濃度化されたPDPにおいて、より高色純度化が可能である。 Regarding the relationship between the discharge gas composition of the plasma display panel and the ultraviolet component generated by the discharge, it is known that the higher the Xe (xenon) composition ratio, the stronger the ultraviolet component intensity at 172 nm with respect to the 146 nm component. Therefore, when the Mn-activated germanate phosphor according to the present invention is used, good light emission characteristics are obtained in the phosphor by photoexcitation with a wavelength of 172 nm. For example, the Xe composition ratio is more preferably 6% or more. Furthermore, high Xenon-concentrated PDP using a discharge gas composed of Xe gas in an amount of 10% or more of Xe composition in which the intensity of ultraviolet component at 172 nm with respect to 146 nm component becomes strong, and higher color purity is possible. It is.
以下、本発明を実施するための最良の形態に対応する実施例を説明する。まず、本発明の代表的な蛍光体は次のように合成される。蛍光体原料としては、炭酸リチウム等のリチウム化合物、炭酸亜鉛等の亜鉛化合物、水酸化アルミニウム等のアルミニウム化合物、酸化ゲルマニウム等のゲルマニウム化合物、酸化珪素等の珪素化合物、そして炭酸マンガン等のマンガンを用い、これらの各原料を組成式に従って秤量、採取し湿式または乾式で充分良く混合する。この混合物を熔融アルミナルツボ等の耐熱容器に充填し、焼成を行う。焼成は、1000℃付近の温度で窒素またはアルゴンのような中性ガス雰囲気、または水素混合窒素ガスのような還元雰囲気下で行う。この焼成物は粉砕後、水洗、乾燥を行い本発明の蛍光体を得る。 Hereinafter, examples corresponding to the best mode for carrying out the present invention will be described. First, a typical phosphor of the present invention is synthesized as follows. As phosphor materials, lithium compounds such as lithium carbonate, zinc compounds such as zinc carbonate, aluminum compounds such as aluminum hydroxide, germanium compounds such as germanium oxide, silicon compounds such as silicon oxide, and manganese such as manganese carbonate are used. These raw materials are weighed and collected in accordance with the composition formula, and mixed sufficiently well by wet or dry methods. This mixture is filled in a heat-resistant container such as a fused alumina crucible and fired. Firing is performed at a temperature around 1000 ° C. in a neutral gas atmosphere such as nitrogen or argon, or in a reducing atmosphere such as a hydrogen-mixed nitrogen gas. The fired product is pulverized, washed with water and dried to obtain the phosphor of the present invention.
以上に基づき、本発明に係るMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体を使用した本発明の実施の形態であるPDPは以下のように構成できる。図3は本実施の形態である一般的な面放電型カラーPDP装置のPDPの構造を示す要部分解斜視図である。本発明の実施形態であるPDP100は、離間して対向配置された一対の基板1,6と、その基板6上に設けられてその一対の基板1,6が重ね合わされる時に基板1と基板6との間の間隔を保持する隔壁7と、一対の基板1,6の間に形成された空間内に封入され放電により紫外線を発生する放電ガス(図示せず)と、一対の基板1,6の対向面上に配置された電極2,9とを備える。
Based on the above, the PDP according to the embodiment of the present invention using the Mn-activated germanate phosphor according to the present invention can be configured as follows. FIG. 3 is an exploded perspective view of the main part showing the structure of the PDP of the general surface discharge type color PDP apparatus according to the present embodiment. A
図3中で示された符合3のラインは、電極2と一体となって電極抵抗を低下させるために設けられた銀もしくはCu−Crからなるバスライン3であり、符合4および8の層は誘電体層4,8であり、符合5の層は電極保護のために設けられた保護膜5である。そして、本発明に係るMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体が、前記一対の基板の内の一方の基板6の上及び隔壁7の表面で蛍光体層10を構成する。そして、放電により前記放電ガスから発生する波長146nm及び172nmの真空紫外線により蛍光体層10を構成する本発明に係るMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体が励起され、可視光を発光するよう構成されたことを特徴とする。
The
ここでは、本発明の真空紫外線励起蛍光体の製造方法、発光特性、また、その蛍光体を備えたプラズマディスプレイ装置の各特性について詳述するが、以下に示す実施例は、本発明を具体化する一例を示すものであり、本発明を拘束するものではない。 Here, the manufacturing method and emission characteristics of the vacuum ultraviolet-excited phosphor of the present invention, and each characteristic of the plasma display device including the phosphor will be described in detail. The following examples embody the present invention. This is an example, and does not restrict the present invention.
図2に本発明の一実施例である蛍光体の組成およびCIE色度座標のx値、y値を示した。このうち、試料番号1の蛍光体は次のように合成した。すなわち、Li5Zn7.97Al5(GeO4)9:Mn0.03の合成を目的として、炭酸リチウム(Li2CO3)を0.4618g、炭酸亜鉛(ZnCO3)を2.4986g、水酸化アルミニウム[(Al(OH)3)]を0.9750g、酸化ゲルマニウム(GeO2)を2.3537g、炭酸マンガン(MnCO3)を0.0086gをそれぞれ量り取り、メノウ製乳鉢中で十分に混合した。その後、アルミナルツボに混合原料を充填し、1000℃で1時間還元雰囲気下で焼成を行った。得られた焼成物は粉砕後、水洗、乾燥を行い、上記組成の蛍光体を得た。
FIG. 2 shows the composition of the phosphor according to one embodiment of the present invention and the x and y values of CIE chromaticity coordinates. Among these, the phosphor of
次に定法に従い中心波長146nmの真空紫外線エキシマランプを光源に用いて、合成した蛍光体Li5Zn7.97Al5(GeO4)9:Mn0.03と従来の蛍光体例であるZn2SiO4:Mnの発光スペクトルを測定した。図1に結果を示した。Li5Zn7.97Al5(GeO4)9:Mn0.03の発光スペクトルピーク波長は従来蛍光体例Zn2SiO4:Mnと比べて短波長側にシフトしていることが分かった。そして、その結果、従来の蛍光体Zn2SiO4:Mnにおいて(x,y)=(0.250,0.697)であるのに対し、Li5Zn7.97Al5(GeO4)9:Mn0.03のx,y色度値は(x,y)=(0.219,0.714)であり、NTSC規格の緑色発光蛍光体の色度座標は、(x,y)=(0.21,0.71)であるため、Li5Zn7.97Al5(GeO4)9:Mn0.03蛍光体はZn2SiO4:MnよりもNTSC基準緑色点に近く、従来蛍光体Zn2SiO4:Mnに比べて優れ、高い色度特性を有することが分かった。 Next, using a vacuum ultraviolet excimer lamp having a central wavelength of 146 nm as a light source according to a conventional method, the synthesized phosphor Li 5 Zn 7.97 Al 5 (GeO 4 ) 9 : Mn 0.03 and Zn 2 SiO which is an example of a conventional phosphor 4 : The emission spectrum of Mn was measured. The results are shown in FIG. It was found that the emission spectrum peak wavelength of Li 5 Zn 7.97 Al 5 (GeO 4 ) 9 : Mn 0.03 was shifted to the short wavelength side as compared with the conventional phosphor example Zn 2 SiO 4 : Mn. As a result, in the conventional phosphor Zn 2 SiO 4 : Mn, (x, y) = (0.250, 0.697), whereas Li 5 Zn 7.97 Al 5 (GeO 4 ) 9 : The Mn 0.03 x, y chromaticity value is (x, y) = (0.219,0.714), and the chromaticity coordinate of the NTSC standard green light emitting phosphor is (x, y) = Since it is (0.21, 0.71), Li 5 Zn 7.97 Al 5 (GeO 4 ) 9 : Mn 0.03 phosphor is closer to the NTSC standard green point than Zn 2 SiO 4 : Mn, It was found to be superior to phosphor Zn 2 SiO 4 : Mn and to have high chromaticity characteristics.
同様に、発光中心波長172nmの真空紫外線エキシマランプを光源に用いて、定法に従い蛍光体Li5Zn7.97Al5(GeO4)9:Mn0.03の発光スペクトルを測定した。従来蛍光体例Zn2SiO4:Mnと比較して短波長側にシフトしていることが分かった。そして、その結果、従来の蛍光体Zn2SiO4:Mnにおいて(x,y)=(0.250,0.697)であるのに対し、Li5Zn7.97Al5(GeO4)9:Mn0.03のx,y色度値は(x,y)=(0.220,0.707)、であり、NTSC規格の緑色発光蛍光体の色度座標は、(x,y)=(0.21,0.71)であるため、Li5Zn7.97Al5(GeO4)9:Mn0.03蛍光体はZn2SiO4:MnよりもNTSC基準緑色点に近く、従来蛍光体Zn2SiO4:Mnに比べて優れ、高い色度特性を有することが分かった。同様にして試料番号2〜4の蛍光体を合成した。これらの蛍光体の真空紫外線(波長146nm、172nm)励起下でのCIE色度座標のx値、y値はそれぞれ良い値を示した。
Similarly, an emission spectrum of the phosphor Li 5 Zn 7.97 Al 5 (GeO 4 ) 9 : Mn 0.03 was measured using a vacuum ultraviolet excimer lamp having an emission center wavelength of 172 nm as a light source according to a conventional method. Conventional phosphor Example Zn 2 SiO 4: it was found that as compared with Mn is shifted to the short wavelength side. As a result, in the conventional phosphor Zn 2 SiO 4 : Mn, (x, y) = (0.250, 0.697), whereas Li 5 Zn 7.97 Al 5 (GeO 4 ) 9 : Mn 0.03 x, y chromaticity value is (x, y) = (0.220,0.707), and the chromaticity coordinate of NTSC green light emitting phosphor is (x, y) = (0.21, 0.71), Li 5 Zn 7.97 Al 5 (GeO 4 ) 9 : Mn 0.03 phosphor is closer to the NTSC reference green point than Zn 2 SiO 4 : Mn, It was found to be superior to the conventional phosphor Zn 2 SiO 4 : Mn and to have high chromaticity characteristics. Similarly, phosphors of
図4はLi5Zn8−xAl5(GeO4)9:MnxにおいてMn濃度xの値を変化させた場合の波長146nm真空紫外線励起条件でのCIE色度座標のx値がどのように変化するかを調べた結果である。Mn濃度xの値が0.001≦x≦0.5では、プラズマディスプレイパネル用緑色発光蛍光体として使用できることが分かった。NTSC基準緑点のCIE色度座標のx値は0.21であり、従来の蛍光体例Zn2SiO4:MnのCIE色度座標のx値は0.25である。図4から分かるように、本発明の蛍光体Li5Zn8−xAl5(GeO4)9:MnxにおけるMn濃度xの値が0.01≦x≦0.3では、従来蛍光体Zn2SiO4:Mnに比べて優れ、高い色度特性を有することが分かった。また、Zn2SiO4:MnよりもNTSC基準緑色点に対し非常に近い値を維持している。そして、中心波長172nmの真空紫外線エキシマランプを光源に用いて同様にCIE色度座標のx値を測定したところ、やはり、本実施の形態のMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体は、高い色度特性を有することが分かった。
FIG. 4 shows how the x value of the CIE chromaticity coordinate is obtained under the condition of 146 nm wavelength vacuum ultraviolet excitation when the value of Mn concentration x is changed in Li 5 Zn 8 -xAl 5 (GeO 4 ) 9 : Mn x . It is the result of investigating whether it changes. It was found that when the value of the Mn concentration x is 0.001 ≦ x ≦ 0.5, it can be used as a green light emitting phosphor for a plasma display panel. The x value of the CIE chromaticity coordinate of the NTSC standard green point is 0.21, and the x value of the CIE chromaticity coordinate of the conventional phosphor example Zn 2 SiO 4 : Mn is 0.25. As can be seen from FIG. 4, when the value of Mn concentration x in the phosphor of the present invention Li 5 Zn 8 -x Al 5 (GeO 4 ) 9 : Mn x is 0.01 ≦ x ≦ 0.3, the conventional phosphor Zn It was found to be superior to 2 SiO 4 : Mn and to have high chromaticity characteristics. Further,
以上より、本発明によるMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体をXe組成を含む放電ガスを用いたPDPに使用した場合、波長146nm及び172nmの紫外光の励起でより高色純度化が可能であることから、放電によるXe2分子線も高効率で利用できることになり、より色度特性の優れたPDP装置が可能となることが分かった。 From the above, when the Mn-activated germanate phosphor according to the present invention is used in a PDP using a discharge gas containing an Xe composition, higher color purity can be achieved by excitation with ultraviolet light having a wavelength of 146 nm and 172 nm. From this, it was found that the Xe 2 molecular beam by discharge can be used with high efficiency, and a PDP device with more excellent chromaticity characteristics becomes possible.
さらに本発明によるMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体は、例えばXe組成比が6%以上、より好ましくはさらに146nm成分に対する172nmの紫外線成分強度比が強いXe組成比10%以上となる量でXeガスを含んで構成された放電ガスを使用する高キセノン濃度化されたPDPにおいても優れた色度特性を達成できることが分かった。 Furthermore, the Mn-activated germanate phosphor according to the present invention has an Xe gas content of, for example, an Xe composition ratio of 6% or more, more preferably an Xe composition ratio of 10% or more with a strong 172 nm ultraviolet component intensity ratio to the 146 nm component. It has been found that excellent chromaticity characteristics can be achieved even in a high xenon-concentrated PDP using a discharge gas composed of
同様な合成プロセスに従い図2に示したSiで一部置換した蛍光体(試料番号5)を合成した。すなわち、Li5Zn7.95Al5(SiO4)9:Mn0.05の合成を目的として、炭酸リチウム(Li2CO3)を0.4618g、炭酸亜鉛(ZnCO3)を2.4923g、水酸化アルミニウム[(Al(OH)3)]を0.9750g、酸化珪素(SiO2)を1.3519g、炭酸マンガン(MnCO3)を0.0143gをそれぞれ量り取り、メノウ製乳鉢中で十分に混合した。その後、アルミナルツボに混合原料を充填し、1000℃で1時間還元雰囲気下で焼成を行った。得られた焼成物は粉砕後、水洗、乾燥を行い、上記組成の蛍光体を得た。この蛍光体は146nm、172nm真空紫外線励起下で高い色度特性を有するものであることが分かった。 A phosphor (sample number 5) partially substituted with Si shown in FIG. 2 was synthesized according to a similar synthesis process. That is, for the purpose of synthesizing Li 5 Zn 7.95 Al 5 (SiO 4 ) 9 : Mn 0.05 , 0.4618 g of lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), 2.4923 g of zinc carbonate (ZnCO 3 ), 0.9750 g of aluminum hydroxide [(Al (OH) 3 )], 1.3519 g of silicon oxide (SiO 2 ), and 0.0143 g of manganese carbonate (MnCO 3 ) were weighed out and fully placed in an agate mortar. Mixed. Thereafter, the mixed raw material was filled in an alumina crucible and fired at 1000 ° C. for 1 hour in a reducing atmosphere. The obtained fired product was pulverized, washed with water, and dried to obtain a phosphor having the above composition. This phosphor was found to have high chromaticity characteristics under excitation with vacuum ultraviolet light at 146 nm and 172 nm.
以上より、本発明によるLi5Zn7.95Al5(SiO4)9:Mn0.05をXe組成を含む放電ガスを用いたPDPに使用した場合、波長146nm及び172nmの紫外光の励起でより高色純度化が可能であることから、放電によるXe2分子線も高効率で利用できることになり、より色度特性の優れたPDP装置が可能となることが分かった。 From the above, when Li 5 Zn 7.95 Al 5 (SiO 4 ) 9 : Mn 0.05 according to the present invention is used in a PDP using a discharge gas containing a Xe composition, it is excited by ultraviolet light having a wavelength of 146 nm and 172 nm. Since it is possible to achieve higher color purity, it has been found that the Xe 2 molecular beam by discharge can also be used with high efficiency, and a PDP device with more excellent chromaticity characteristics can be realized.
さらに本発明によるLi5Zn7.95Al5(SiO4)9:Mn0.05は、例えばXe組成比が6%以上、より好ましくはさらに146nm成分に対する172nmの紫外線成分強度比が強いXe組成比10%以上となる量でXeガスを含んで構成された放電ガスを使用する高キセノン濃度化されたPDPにおいても優れた色度特性を達成できることが分かった。 Furthermore, Li 5 Zn 7.95 Al 5 (SiO 4 ) 9 : Mn 0.05 according to the present invention has, for example, an Xe composition ratio of 6% or more, more preferably a strong 172 nm ultraviolet component intensity ratio with respect to the 146 nm component. It has been found that excellent chromaticity characteristics can be achieved even in a high xenon-concentrated PDP using a discharge gas configured to contain Xe gas in an amount of 10% or more.
緑色蛍光膜を構成する緑色蛍光体として本発明に係る上記のMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体を用いてプラズマディスプレイパネル(PDP)を作製した。図3に示した放電セルで構成されるプラズマディスプレイパネルを作製した。本実施例のような面放電型カラーPDPのPDP100では、例えば一対の表示電極(電極2)のうちの一方(一般に、走査電極と呼ぶ)に負の電圧を,アドレス電極(電極9)ともう一方の残りの表示電極(電極2)に正の電圧(前記表示電極に印加される電圧に比して正の電圧)を印加することにより放電が発生し、これにより、一対の表示電極の間で放電を開始するための補助となる壁電荷が形成される(これを書き込みと称する)。この状態で一対の表示電極の間に、適当な逆の電圧を印加すると、誘電体層4(及び保護膜5)を介して、両電極2の間の放電空間で放電が発生する。放電終了後、前記一対の表示電極(電極2)に印加する電圧を逆にすると、新たに放電が発生する。これを繰り返すことにより継続的に放電が発生する(これを維持放電又は表示放電と呼ぶ)。
A plasma display panel (PDP) was produced using the Mn-activated germanate phosphor according to the present invention as a green phosphor constituting the green phosphor film. A plasma display panel composed of the discharge cells shown in FIG. 3 was produced. In the
本実施例であるPDP100は、背面基板(基板6)上に、銀などで構成されているアドレス電極(電極9)と、ガラス系の材料で構成される誘電体層4を形成した後,同じくガラス系の材料で構成される隔壁材を厚膜印刷し、ブラストマスクを用いたブラスト除去により、隔壁7を形成する。
In the
次に、この隔壁7上に,赤、緑及び青の各蛍光体層10を該当する隔壁7間の溝面を被覆する形で、順次ストライプ状に形成する。ここで、各蛍光体層10は、赤、緑及び青に対応し、赤蛍光体粒子を35重量部(ビヒクルを65重量部)、緑蛍光体粒子を35重量部(ビヒクルを65重量部)、青蛍光体粒子を35重量部(ビヒクルを65重量部)とし、それぞれビヒクルと混ぜて蛍光体ペーストとし、スクリーン印刷により塗布した後、乾燥及び焼成工程により蛍光体ペースト内の揮発成分の蒸発と有機物の燃焼除去を行って形成する。また、緑色以外の各蛍光体の材料については,赤蛍光体は(Y,Gd)BO3:Eu蛍光体、青蛍光体はBaMgAl10O17:Eu蛍光体である。
Next, red, green and blue phosphor layers 10 are sequentially formed in stripes on the
次に、表示電極(電極2)、バスライン3、誘電体層4、及び保護膜5を形成した前面
基板(基板1)と、背面基板(基板6)をフリット封着し、パネル内を真空排気した後に放電ガスを注入し封止する。次に実施例1および2で合成した蛍光体を用いて、赤、青色蛍光体は同一の材料を使用し、各蛍光体層10に充填したプラズマディスプレイ装置を作製し、発光特性を調べた。このパネルは緑色発光蛍光体のみをMn付活珪酸亜鉛蛍光体に換えて作製した従来品に比較して色度特性が良いことが分かった。
Next, the front substrate (substrate 1) on which the display electrode (electrode 2),
なお、本発明に係るPDPにおいては、本発明を構成するMn付活ゲルマニウム酸塩蛍光体を使用し、Zn2SiO4:Mnと混合して緑蛍光体の一部を置換する使用の形態で、優れた色度特性のPDPを構成することも可能である。 In the PDP according to the present invention, the Mn-activated germanate phosphor constituting the present invention is used and mixed with Zn 2 SiO 4 : Mn to replace a part of the green phosphor. It is also possible to construct a PDP having excellent chromaticity characteristics.
本実施例では放電ガスに関して、組成比が6%、及び10%となるキセノン(Xe)ガスを含有して構成されたガスの使用の形態において、優れた色度特性のPDPを構成することが可能であった。 In this embodiment, regarding the discharge gas, it is possible to constitute a PDP having excellent chromaticity characteristics in the form of use of a gas composed of xenon (Xe) gas having a composition ratio of 6% and 10%. It was possible.
1,6・・・基板
2,9・・・電極
3・・・バスライン
4,8・・・誘電体層
5・・・保護膜
7・・・隔壁
10・・・蛍光体層
100・・・PDP
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Li5Zn8−xAl5(MO4)9:Mnx ・・・(I)
(但し、式(I)中において、式中のMはGe、Siの内少なくとも1種の元素を示し、xは、0.001≦x≦0.5の範囲の値である。) A pair of substrates opposed to each other with a gap, a partition provided between the pair of substrates and formed between the pair of substrates, and an electrode pair disposed on at least one of the opposing surfaces of the pair of substrates A discharge gas that is enclosed in a space formed by the partition walls and generates ultraviolet rays by a discharge due to a voltage applied to the electrode pair, and on the opposing surfaces of the pair of substrates in the space and the wall surfaces of the partition walls And a phosphor layer containing a phosphor that emits light when excited by the ultraviolet rays, and the phosphor includes a phosphor represented by the following general formula (I) A plasma display device.
Li 5 Zn 8-x Al 5 (MO 4) 9: Mn x ··· (I)
(However, in the formula (I), M represents at least one element of Ge and Si, and x is a value in the range of 0.001 ≦ x ≦ 0.5.)
Li5Zn8−xAl5(GeO4)9:Mnx ・・・(II)
(但し、式(II)中において、xは0.001≦x≦0.5の範囲である。) The plasma display apparatus according to claim 1, wherein the phosphor is represented by the following general formula (II).
Li 5 Zn 8-x Al 5 (GeO 4) 9: Mn x ··· (II)
(However, in the formula (II), x is in the range of 0.001 ≦ x ≦ 0.5.)
Li5Zn8−xAl5(GeO4)9:Mnx ・・・(III)
(但し、式(II)中において、xは0.001≦x≦0.3の範囲である。) The plasma display apparatus according to claim 2, wherein the phosphor is represented by the following general formula (III).
Li 5 Zn 8-x Al 5 (GeO 4) 9: Mn x ··· (III)
(However, in the formula (II), x is in the range of 0.001 ≦ x ≦ 0.3.)
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