JP2006335967A - 表示装置用蛍光体および電界放出型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】色純度が高く発光輝度が高められた表示装置用蛍光体を提供する。
【解決手段】本発明の表示装置用蛍光体は、CeまたはEuを付活剤とする三元化合物蛍光体を主体とし、加速電圧が15kV以下の電子線により励起されて発光する蛍光体であり、前記三元化合物を構成する第1の元素が、NaおよびBa,Sr,Caから選ばれる少なくとも1種類の元素であり、第2の元素がYまたはSiであり、第3の元素がSであることを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の表示装置用蛍光体は、CeまたはEuを付活剤とする三元化合物蛍光体を主体とし、加速電圧が15kV以下の電子線により励起されて発光する蛍光体であり、前記三元化合物を構成する第1の元素が、NaおよびBa,Sr,Caから選ばれる少なくとも1種類の元素であり、第2の元素がYまたはSiであり、第3の元素がSであることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、表示装置用蛍光体とそれを用いた電界放出型表示装置に関する。
マルチメディア時代の到来に伴って、デジタルネットワークのコア機器となるディスプレイ装置には、大画面化や高精細化、コンピュータ等の多様なソースへの対応性などが求められている。
ディスプレイ装置の中で、電界放出型冷陰極素子などの電子放出素子を用いた電界放出型表示装置(フィールドエミッションディスプレイ;FED)は、様々な情報を緻密で高精細に表示することのできる大画面で薄型のデジタルデバイスとして、近年盛んに研究・開発が進められている。
FEDは、基本的な表示原理が陰極線管(CRT)と同じであり、電子線により蛍光体を励起して発光させているが、電子線の加速電圧(励起電圧)がCRTに比べて低いうえに、電子線による単位時間当りの電流密度も低い。したがって、十分な輝度を得るためには、CRTに比べて非常に長い励起時間を必要としている。このことは、所定の輝度を得るための単位面積当たりの投入電荷量を多くしなければならないことを意味しており、寿命の悪化を助長している。そのため、従来からCRT用として使用されている硫化亜鉛を母体とする蛍光体を使用したのでは、十分な発光輝度や寿命が得られないのが現状であった。(例えば、特許文献1参照)
特開2002−226847公報
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、発光輝度が高い表示装置用蛍光体を提供することを目的としている。また、そのような蛍光体を用いることによって、高輝度で色再現性などの表示特性に優れた電界放出型表示装置(FED)を提供することを目的としている。
本発明の表示装置用蛍光体は、セリウム(Ce)またはユーロピウム(Eu)を付活剤とし、周期律表I族またはII族に属する第1の元素と、第2の元素、およびVI族に属する第3の元素を組合せた三元化合物蛍光体を主体とし、加速電圧が15kV以下の電子線により励起されて発光する蛍光体であり、前記第1の元素がNa,Ba,Sr,Caから選ばれる少なくとも1種類の元素であり、前記第2の元素がイットリウム(Y)またはケイ素(Si)であり、前記第3の元素がイオウ(S)であることを特徴とする。
本発明の電界放出型表示装置は、青色発光蛍光体層と緑色発光蛍光体層と赤色発光蛍光体層をそれぞれ含む蛍光体層と、前記蛍光体層に加速電圧が15kV以下の電子線を照射して発光させる電子源と、前記電子源と前記蛍光体層を真空封止する外囲器とを具備する電界放出型表示装置であり、前記蛍光体層が、前記した本発明の表示装置用蛍光体を含むことを特徴とする。
本発明の表示装置用蛍光体は、NaおよびBa,Sr,Caから選ばれる少なくとも1種類の元素と、イットリウム(Y)またはケイ素(Si)と、イオウ(S)とを組合せた三元化合物を母体とし、電子状態が基底準位から励起準位に遷移する確率の高いセリウム(Ce)またはユーロピウム(Eu)が付活剤として含有されているので、加速電圧が15kV以下の電子線の照射において優れた発光効率が実現され、高い発光輝度が得られる。また、従来からCRT用蛍光体として使用されている硫化亜鉛蛍光体や酸硫化物蛍光体に比べて、色純度の高い発光が得られる。したがって、この表示装置用蛍光体を用いることで、高輝度で表示特性の良好なFEDなどの薄型平面型の表示装置を実現することができる。
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
本発明の第1の実施形態は、セリウム(Ce)を付活剤とし、第1の元素であるBaと第2の元素であるケイ素(Si)および第3の元素であるイオウ(S)を組合せた三元化合物を主体とし、加速電圧が15kV以下の電子線により励起されて青色に発光する蛍光体である。
より具体的には、化学式:Ba2SiS4:Ceで実質的に表されるセリウム付活バリウムチオシリケートから構成される青色発光蛍光体である。
第1の実施形態の蛍光体において、Ceは発光中心を形成する付活剤であり、高い遷移確率を有しているので、発光効率が高い。付活剤であるCeは、蛍光体の母体であるバリウムチオシリケート(Ba2SiS4)に対して0.1〜5.0モル%の範囲で含有されることが好ましい。より好ましいCeの含有濃度は0.5〜3.0モル%である。Ceの含有濃度がこの範囲を外れた場合には、発光輝度や発光色度が低下するため好ましくない。
本発明の第1の実施形態であるセリウム付活バリウムチオシリケート蛍光体は、例えば以下に示す方法で製造することができる。
すなわち、蛍光体の母体および付活剤を構成する元素またはその元素を含有する化合物を含む原料を、所望の組成(Ba2SiS4:Ce)となるように秤量し、さらに塩化カリウムや塩化マグネシウムなどのフラックスを必要に応じて添加し、これらを乾式で混合する。具体的には、硫化バリウムとケイ素を所定量混合し、付活剤とフラックスを適量添加することで蛍光体の原料とする。硫化バリウムの代わりに、硫酸バリウムなどの酸性バリウム原料を使用してもよい。
次いで、このような蛍光体原料を、適当量の硫黄および活性炭素とともに石英るつぼなどの耐熱容器に充填する。このとき硫黄の添加・混合は、ブレンダなどを使用して蛍光体原料より多めに混合し、この混合材料を耐熱容器に充填した後、その表面を硫黄で覆うようにすることが好ましい。これを硫化水素雰囲気、硫黄蒸気雰囲気などの硫化性雰囲気、あるいは還元性雰囲気(例えば3〜5%水素−残部窒素の雰囲気)で焼成する。
焼成条件は、蛍光体母体(Ba2SiS4)の結晶構造を制御するうえで重要である。焼成温度は900〜1200℃の範囲とすることが好ましい。焼成時間は設定した焼成温度にもよるが15〜120分とし、焼成後は焼成と同一雰囲気で冷却することが好ましい。その後、得られた焼成物をイオン交換水などで水洗し乾燥した後、必要に応じて粗大粒子を除去するための篩別などを実施することによって、セリウム付活バリウムチオシリケート蛍光体(Ba2SiS4:Ce)を得ることができる。
こうして得られる第1の実施形態の青色発光蛍光体は、加速電圧が15kV以下の電子線の照射により良好な発光効率が実現され、高い発光輝度が得られる。また、従来からCRT用の青色発光蛍光体として使用されている硫化亜鉛蛍光体と比べて色純度が若干劣るが、既知のセリウム付活蛍光体の中ではかなり良好なものである。したがって、この青色蛍光体を用いることで、高輝度のFEDを実現することができる。
本発明の第2の実施形態は、ユーロピウム(Eu)を付活剤とし、第1の元素であるNaと第2の元素であるケイ素(Si)および第3の元素であるイオウ(S)を組合せた三元化合物を主体とし、加速電圧が15kV以下の電子線により励起されて青色に発光する蛍光体である。より具体的には、化学式:Na4SiS4:Euで実質的に表されるナトリウムチオシリケートから構成される青色発光蛍光体である。
第2の実施形態の蛍光体において、Euは発光中心を形成する付活剤であり、高い遷移確率を有しているので、発光効率が高い。付活剤であるEuは、蛍光体の母体であるナトリウムチオシリケート(Na4SiS4)に対して0.2〜10モル%の範囲で含有されることが好ましい。より好ましいEuの含有濃度は1〜5モル%である。Euの含有濃度がこの範囲を外れた場合には、発光輝度や発光色度が低下するため好ましくない。
本発明の第2の実施形態であるユーロピウム付活ナトリウムチオシリケート蛍光体は、例えば以下に示す方法で製造することができる。
すなわち、蛍光体の母体および付活剤を構成する元素またはその元素を含有する化合物を含む原料を、所望の組成(Na4SiS4:Eu)となるように秤量し、さらに塩化カリウムや塩化マグネシウムなどのフラックスを必要に応じて添加し、これらを乾式で混合する。具体的には、硫化ナトリウムとケイ素を所定量混合し、付活剤とフラックスを適量添加することで蛍光体の原料とする。硫化ナトリウムの代わりに、硫酸ナトリウムなどの酸性ナトリウム原料を使用してもよい。
次いで、このような蛍光体原料を、適当量の硫黄および活性炭素とともに石英るつぼなどの耐熱容器に充填する。このとき硫黄の添加・混合は、ブレンダなどを使用して蛍光体原料より多めに混合し、この混合材料を耐熱容器に充填した後、その表面を硫黄で覆うようにすることが好ましい。これを硫化水素雰囲気、硫黄蒸気雰囲気などの硫化性雰囲気、あるいは還元性雰囲気(例えば3〜5%水素−残部窒素の雰囲気)で焼成する。
焼成条件は、蛍光体母体(Na4SiS4)の結晶構造を制御するうえで重要である。焼成温度は900〜1200℃の範囲とすることが好ましい。焼成時間は設定した焼成温度にもよるが15〜120分とし、焼成後は焼成と同一雰囲気で冷却することが好ましい。その後、得られた焼成物をイオン交換水などで水洗し乾燥した後、必要に応じて粗大粒子を除去するための篩別などを実施することによって、ユーロピウム付活ナトリウムチオシリケート蛍光体(Na4SiS4:Eu)を得ることができる。
こうして得られる第2の実施形態の青色発光蛍光体は、加速電圧が15kV以下の電子線の照射により良好な発光効率が実現され、高い発光輝度が得られる。また、従来からCRT用の青色発光蛍光体として使用されている硫化亜鉛蛍光体と比べて同等の色純度を有する。したがって、この青色蛍光体を用いることで、高輝度で色純度の高いFEDを実現することができる。
本発明の第3の実施形態は、ユーロピウム(Eu)を付活剤とし、Ba,Sr,Caから選ばれる少なくとも1種類の元素と第2の元素であるケイ素(Si)、および第3の元素であるイオウ(S)を組合せた三元化合物を主体とし、加速電圧が15kV以下の電子線により励起されて緑色に発光する蛍光体である。より具体的には、化学式:(Ba,Sr)2SiS4:Euで実質的に表されるユーロピウム付活バリウム・ストロンチウムチオシリケートから構成される緑色発光蛍光体である。
第3の実施形態の蛍光体において、Euは発光中心を形成する付活剤であり、高い遷移確率を有しているので、発光効率が高い。付活剤であるEuは、母体であるバリウム・ストロンチウムチオシリケートに対して0.2〜10モル%の範囲で含有されることが好ましい。より好ましいEuの含有濃度は1〜5モル%である。Euの含有濃度がこの範囲を外れた場合には、発光輝度や発光色度が低下するため好ましくない。
本発明の第3の実施形態であるユーロピウム付活バリウム・ストロンチウムチオシリケート蛍光体は、例えば以下に示す方法で製造することができる。
すなわち、蛍光体の母体および付活剤を構成する元素またはその元素を含有する化合物を含む原料を、所望の組成((Ba,Sr)2SiS4:Eu)となるように秤量し、さらに塩化カリウムや塩化マグネシウムなどのフラックスを必要に応じて添加し、これらを乾式で混合する。具体的には、硫化バリウムおよび硫化ストロンチウムとケイ素を所定量混合し、付活剤とフラックスを適量添加することで蛍光体の原料とする。硫化バリウムおよび硫化ストロンチウムの代わりに、硫酸バリウムおよび硫酸ストロンチウムなどの酸性バリウム原料並びに酸性ストロンチウム原料を使用してもよい。
次いで、このような蛍光体原料を、適当量の硫黄および活性炭素とともに石英るつぼなどの耐熱容器に充填する。このとき硫黄の添加・混合は、ブレンダなどを使用して蛍光体原料より多めに混合し、この混合材料を耐熱容器に充填した後、その表面を硫黄で覆うようにすることが好ましい。これを硫化水素雰囲気、硫黄蒸気雰囲気などの硫化性雰囲気、あるいは還元性雰囲気(例えば3〜5%水素−残部窒素の雰囲気)で焼成する。
焼成条件は、蛍光体母体((Ba,Sr)2SiS4)の結晶構造を制御するうえで重要である。焼成温度は900〜1200℃の範囲とすることが好ましい。焼成時間は設定した焼成温度にもよるが15〜120分とし、焼成後は焼成と同一雰囲気で冷却することが好ましい。その後、得られた焼成物をイオン交換水などで水洗し乾燥した後、必要に応じて粗大粒子を除去するための篩別などを実施することによって、ユーロピウム付活バリウム・ストロンチウムチオシリケート蛍光体((Ba,Sr)2SiS4:Eu)を得ることができる。
こうして得られる第3の実施形態の緑色発光蛍光体は、加速電圧が15kV以下の電子線の照射により良好な発光効率が実現され、高い発光輝度が得られる。また、従来からCRT用の緑色発光蛍光体として使用されている硫化亜鉛蛍光体に比べて色純度が高い。したがって、この緑色蛍光体を用いることで、高輝度で色純度の高いFEDを実現することができる。
本発明の第4の実施形態は、ユーロピウム(Eu)を付活剤とし、Ba,Sr,Caから選ばれる少なくとも1種類の元素と第2の元素であるイットリウム(Y)、および第3の元素であるイオウ(S)を組合せた三元化合物を主体とし、加速電圧が15kV以下の電子線により励起されて赤色に発光する蛍光体である。より具体的には、化学式:SrY2S4:Euで実質的に表されるユーロピウム付活ストロンチウムチオイットリウムから構成される赤色発光蛍光体である。
第4の実施形態の蛍光体において、Euは発光中心を形成する付活剤であり、高い遷移確率を有しているので、発光効率が高い。付活剤であるEuは、母体であるストロンチウムチオイットリウム(SrY2S4)に対して0.1〜10モル%の範囲で含有されることが好ましい。より好ましいEuの含有濃度は1〜5モル%である。Euの含有濃度がこの範囲を外れた場合には、発光輝度や発光色度が低下するため好ましくない。
本発明の第4の実施形態であるユーロピウム付活ストロンチウムチオイットリウム蛍光体は、例えば以下に示す方法で製造することができる。
すなわち、蛍光体の母体および付活剤を構成する元素またはその元素を含有する化合物を含む原料を、所望の組成(SrY2S4:Eu)となるように秤量し、さらに塩化カリウムや塩化マグネシウムなどのフラックスを必要に応じて添加し、これらを乾式で混合する。具体的には、硫化ストロンチウムとイットリウムを所定量混合し、付活剤とフラックスを適量添加することで蛍光体の原料とする。硫化ストロンチウムの代わりに、硫酸ストロンチウムなどの酸性ストロンチウム原料を使用してもよい。
次いで、このような蛍光体原料を、適当量の硫黄および活性炭素とともに石英るつぼなどの耐熱容器に充填する。このとき硫黄の添加・混合は、ブレンダなどを使用して蛍光体原料より多めに混合し、この混合材料を耐熱容器に充填した後、その表面を硫黄で覆うようにすることが好ましい。これを硫化水素雰囲気、硫黄蒸気雰囲気などの硫化性雰囲気、あるいは還元性雰囲気(例えば3〜5%水素−残部窒素の雰囲気)で焼成する。
焼成条件は、蛍光体母体(SrY2S4)の結晶構造を制御するうえで重要である。焼成温度は900〜1200℃の範囲とすることが好ましい。焼成時間は設定した焼成温度にもよるが15〜120分とし、焼成後は焼成と同一雰囲気で冷却することが好ましい。その後、得られた焼成物をイオン交換水などで水洗し乾燥した後、必要に応じて粗大粒子を除去するための篩別などを実施することによって、ユーロピウム付活ストロンチウムチオイットリウム蛍光体(SrY2S4:Eu)を得ることができる。
こうして得られる第4の実施形態の赤色発光蛍光体は、加速電圧が15kV以下の電子線の照射により良好な発光効率が実現され、高い発光輝度が得られる。また、従来からCRT用の赤色発光蛍光体として使用されている酸硫化物蛍光体に比べて色純度が高い。したがって、この赤色蛍光体を用いることで、高輝度で色純度の高いFEDを実現することができる。
本発明の第1乃至第4の実施形態の蛍光体の少なくとも一つを使用し、公知の印刷法あるいはスラリー法により蛍光体層を形成することができる。印刷法により蛍光体層を形成するには、実施形態の蛍光体を、例えばポリビニルアルコール、n−ブチルアルコール、エチレングリコール、水などからなるバインダ溶液と混合して調製したペーストを、スクリーン印刷などの方法で基板上に塗布する。次いで、例えば500℃の温度で1時間加熱してバインダ成分を分解・除去するベーキング処理を行う。
また、スラリー法では、実施形態の蛍光体を、純水、ポリビニルアルコール、重クロム酸アンモニウムなどの感光性材料、界面活性剤などとともに混合して蛍光体スラリーを調製し、このスラリーをスピンコータなどを用いて基板上に塗布・乾燥した後、紫外線などを照射して露光・現像し、乾燥する。こうして、所定のパターンの蛍光体層を形成することができる。
次に、第1乃至第4の実施形態の蛍光体の少なくとも一つを用いて、青色発光蛍光体層と緑色発光蛍光体層と赤色発光蛍光体層のうちの少なくとも一つの層を形成した電界放出型表示装置(FED)について説明する。
図1は、FEDの一実施形態の要部構成を示す断面図である。図1において、符号1はフェイスプレートであり、ガラス基板2などの透明基板上に形成された蛍光体層3を有している。この蛍光体層3は、画素に対応させて形成した青色発光蛍光体層、緑色発光蛍光体層および赤色発光蛍光体層を有し、これらの間を黒色導電材から成る光吸収層4により分離した構造となっている。青色発光蛍光体層と緑色発光蛍光体層と赤色発光蛍光体層のうちの少なくとも一つの層が、前記した第1乃至第4の実施形態の蛍光体の少なくとも一つを用いて形成されている。
これらの実施形態の蛍光体により形成される蛍光体層の厚さは1〜10μmとすることが望ましく、より好ましくは6〜10μmとする。蛍光体層の厚さを1μm以上に限定したのは、厚さが1μm未満で蛍光体粒子が均一に並んだ蛍光体層を形成することが難しいためである。また、蛍光体層の厚さが10μmを超えると、発光輝度が低下し実用に供し得ない。第1乃至第4の実施形態の蛍光体により形成される蛍光体層以外の蛍光体層は、それぞれ公知の蛍光体を用いて形成することができる。各色の蛍光体層の間に段差が生じないように、各色の蛍光体層の厚さを同じにすることが望ましい。
上述した青色発光蛍光体層、緑色発光蛍光体層、赤色発光蛍光体層、およびそれらの間を分離する光吸収層4は、それぞれ水平方向に順次繰り返し形成されており、これらの蛍光体層3および光吸収層4が存在する部分が画像表示領域となる。この蛍光体層3と光吸収層4との配置パターンには、ドット状またはストライプ状など、種々のパターンが適用可能である。
そして、蛍光体層3上にはメタルバック層5が形成されている。メタルバック層5は、Al膜などの金属膜からなり、蛍光体層3で発生した光のうち、後述するリアプレート方向に進む光を反射して輝度を向上させるものである。
また、メタルバック層5は、フェイスプレート1の画像表示領域に導電性を与えて電荷が蓄積されるのを防ぐ機能を有し、リアプレートの電子源に対してアノード電極の役割を果たす。また、メタルバック層5は、フェイスプレート1や真空容器(外囲器)内に残留したガスが電子線で電離して生成するイオンにより蛍光体層3が損傷することを防ぐ機能を有し、さらに、使用時に蛍光体層3から発生したガスが真空容器(外囲器)内に放出されることを防ぎ、真空度の低下を防止するなどの効果も有している。
メタルバック層5上には、Baなどからなる蒸発型ゲッタ材により形成されたゲッタ膜6が形成されている。このゲッタ膜6によって、使用時に発生したガスが効率的に吸着される。
そして、このようなフェイスプレート1とリアプレート7とが対向配置され、これらの間の空間が支持枠8を介して気密に封止されている。支持枠8は、フェイスプレート1およびリアプレート7に対して、フリットガラス、あるいはInやその合金などからなる接合材9により接合され、これらフェイスプレート1、リアプレート7および支持枠8によって、外囲器としての真空容器が構成されている。
リアプレート7は、ガラス基板やセラミックス基板などの絶縁性基板、あるいはSi基板などからなる基板10と、この基板10上に形成された多数の電子放出素子11とを有している。これら電子放出素子11は、例えば電界放出型冷陰極や表面伝導型電子放出素子などを備え、リアプレート7の電子放出素子11の形成面には、図示を省略した配線が施されている。すなわち、多数の電子放出素子11は、各画素の蛍光体に応じてマトリックス状に形成されており、このマトリックス状の電子放出素子11を一行ずつ駆動する、互いに交差する配線(X−Y配線)を有している。なお、支持枠8には、図示を省略した信号入力端子および行選択用端子が設けられている。これらの端子は前記したリアプレート7の交差配線(X−Y配線)に対応する。また、平板型のFEDを大型化させる場合、薄い平板状であるためにたわみなどが生じるおそれがある。このようなたわみを防止し、また大気圧に対して強度を付与するために、フェイスプレート1とリアプレート7との間に、補強部材(大気圧支持部材、スペーサ)12を適宜配置してもよい。
このFEDにおいては、加速電圧が15kV以下の電子線の照射により発光する各色の蛍光体層のうちの少なくとも一つの層が、第1乃至第4の実施形態の蛍光体のうちの少なくとも一つにより形成されているので、発光輝度や色純度などが高く表示特性が良好である。次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
実施例1,2(青色発光蛍光体の調製)
蛍光体の母体および付活剤を構成する元素またはその元素を含有する化合物を含む原料を、表1に示す組成(Ba2SiS4:CeおよびNa4SiS4:Eu)となるように秤量し、フラックスを添加して十分に混合した。得られた蛍光体原料に、硫黄および活性炭素を適当量添加して石英るつぼに充填し、これを還元性雰囲気中で焼成した。焼成条件は1000℃×60分とした。その後、得られた焼成物を水洗および乾燥しさらに篩別することによって、セリウム付活蛍光体(Ba2SiS4:Ce)(実施例1)とユーロピウム付活蛍光体(Na4SiS4:Eu)(実施例2)をそれぞれ得た。
蛍光体の母体および付活剤を構成する元素またはその元素を含有する化合物を含む原料を、表1に示す組成(Ba2SiS4:CeおよびNa4SiS4:Eu)となるように秤量し、フラックスを添加して十分に混合した。得られた蛍光体原料に、硫黄および活性炭素を適当量添加して石英るつぼに充填し、これを還元性雰囲気中で焼成した。焼成条件は1000℃×60分とした。その後、得られた焼成物を水洗および乾燥しさらに篩別することによって、セリウム付活蛍光体(Ba2SiS4:Ce)(実施例1)とユーロピウム付活蛍光体(Na4SiS4:Eu)(実施例2)をそれぞれ得た。
次いで、こうして得られた蛍光体を用い、スクリーン印刷により8μmの厚さの蛍光体層を形成し、さらにその上にラッカー法によりアルミニウムのメタルバック層を形成した。また、比較例1として、銀およびアルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体(ZnS:Ag,Al)を用いて同様にして蛍光体層を形成し、さらにその上にラッカー法によりアルミニウムのメタルバック層を形成した。
次に、実施例1,2および比較例1で得られた蛍光体層の発光輝度と発光色度をそれぞれ調べた。発光輝度は、各蛍光体層に、加速電圧10kV、電流密度20mA/cm2の電子線を照射して測定した。そして、比較例1の蛍光体層の輝度を100としたときの相対値として、発光輝度を求めた。
表1から明らかなように、実施例1,2で得られた青色発光蛍光体は、比較例1のものに比べて、低加速電圧(15kV以下)で高電流密度の電子線を照射した際の発光輝度が大幅に向上している。しかも、十分に良好な発光色度を有していることがわかる。
実施例3(緑色発光蛍光体の調製)
蛍光体の母体および付活剤を構成する元素またはその元素を含有する化合物を含む原料を、表2に示す組成((Ba,Sr)2SiS4:Eu)となるように秤量し、フラックスを添加して十分に混合した。得られた蛍光体原料に、硫黄および活性炭素を適当量添加して石英るつぼに充填し、これを還元性雰囲気中で焼成した。焼成条件は1000℃×60分とした。その後、得られた焼成物を水洗および乾燥しさらに篩別することによって、ユーロピウム付活蛍光体((Ba,Sr)2SiS4:Eu)を得た。
蛍光体の母体および付活剤を構成する元素またはその元素を含有する化合物を含む原料を、表2に示す組成((Ba,Sr)2SiS4:Eu)となるように秤量し、フラックスを添加して十分に混合した。得られた蛍光体原料に、硫黄および活性炭素を適当量添加して石英るつぼに充填し、これを還元性雰囲気中で焼成した。焼成条件は1000℃×60分とした。その後、得られた焼成物を水洗および乾燥しさらに篩別することによって、ユーロピウム付活蛍光体((Ba,Sr)2SiS4:Eu)を得た。
次いで、こうして得られた蛍光体を用い、スクリーン印刷により8μmの厚さの蛍光体層を形成し、さらにその上にラッカー法によりアルミニウムのメタルバック層を形成した。また、比較例2として、銅およびアルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体(ZnS:Cu,Al)を用いて同様にして蛍光体層を形成し、さらにその上にラッカー法によりアルミニウムのメタルバック層を形成した。
次に、実施例3および比較例2で得られた蛍光体層の発光輝度と発光色度をそれぞれ調べた。発光輝度は、各蛍光体層に、加速電圧10kV、電流密度20mA/cm2の電子線を照射して測定した。そして、比較例2の蛍光体層の輝度を100としたときの相対値として、発光輝度を求めた。発光色度は、色度測定機器としてトプコン社製SR−3を使用して測定した。発光色度の測定は、発光時の色度が外部から影響を受けない暗室内で行った。発光輝度および発光色度の測定結果を表2に示す。
表2から、実施例3で得られた緑色発光蛍光体は、比較例2のものに比べて、低加速電圧(15kV以下)で高電流密度の電子線を照射した際の発光輝度が大幅に向上し、かつ良好な発光色度を有していることがわかる。
実施例4(赤色発光蛍光体の調製)
蛍光体の母体および付活剤を構成する元素またはその元素を含有する化合物を含む原料を、表3に示す組成(SrY2S4:Eu)となるように秤量し、フラックスを添加して十分に混合した。得られた蛍光体原料に、硫黄および活性炭素を適当量添加して石英るつぼに充填し、これを還元性雰囲気中で焼成した。焼成条件は1000℃×60分とした。その後、得られた焼成物を水洗および乾燥しさらに篩別することによって、ユーロピウム付活蛍光体(SrY2S4:Eu)を得た。
蛍光体の母体および付活剤を構成する元素またはその元素を含有する化合物を含む原料を、表3に示す組成(SrY2S4:Eu)となるように秤量し、フラックスを添加して十分に混合した。得られた蛍光体原料に、硫黄および活性炭素を適当量添加して石英るつぼに充填し、これを還元性雰囲気中で焼成した。焼成条件は1000℃×60分とした。その後、得られた焼成物を水洗および乾燥しさらに篩別することによって、ユーロピウム付活蛍光体(SrY2S4:Eu)を得た。
次いで、こうして得られた蛍光体を用い、スクリーン印刷により8μmの厚さの蛍光体層を形成し、さらにその上にラッカー法によりアルミニウムのメタルバック層を形成した。また、比較例3として、ユーロピウム付活の酸硫化物蛍光体(Y2O2S:Eu)を用いて同様にして蛍光体層を形成し、さらにその上にラッカー法によりアルミニウムのメタルバック層を形成した。
次に、実施例4および比較例3で得られた蛍光体層の発光輝度と発光色度をそれぞれ調べた。発光輝度は、各蛍光体層に、加速電圧10kV、電流密度20mA/cm2の電子線を照射して測定した。そして、比較例3の蛍光体層の輝度を100としたときの相対値として、発光輝度を求めた。発光色度は、色度測定機器としてトプコン社製SR−3を使用して測定した。発光色度の測定は、発光時の色度が外部から影響を受けない暗室内で行った。発光輝度および発光色度の測定結果を表3に示す。
表3から、実施例4で得られた赤色発光蛍光体は、比較例3のものに比べて、低加速電圧(15kV以下)で高電流密度の電子線を照射した際の発光輝度が大幅に向上し、かつ良好な発光色度を有していることがわかる。
実施例5
実施例1で得られた青色発光蛍光体(Ba2SiS4:Ce)と、公知の緑色発光蛍光体(ZnS:Cu,Al)および赤色発光蛍光体(Y2O2S:Eu)をそれぞれ用い、ガラス基板上に蛍光体層を形成してフェイスプレートとした。このフェイスプレートと多数の電子放出素子を有するリアプレートとを支持枠を介して組立てると共に、これらの間隙を真空排気しつつ気密封止した。このようにして作製されたFEDは、発光輝度をはじめとする色再現性に優れ、さらに常温、定格動作で1000時間駆動させた後においても良好な輝度特性を示すことが確認された。
実施例1で得られた青色発光蛍光体(Ba2SiS4:Ce)と、公知の緑色発光蛍光体(ZnS:Cu,Al)および赤色発光蛍光体(Y2O2S:Eu)をそれぞれ用い、ガラス基板上に蛍光体層を形成してフェイスプレートとした。このフェイスプレートと多数の電子放出素子を有するリアプレートとを支持枠を介して組立てると共に、これらの間隙を真空排気しつつ気密封止した。このようにして作製されたFEDは、発光輝度をはじめとする色再現性に優れ、さらに常温、定格動作で1000時間駆動させた後においても良好な輝度特性を示すことが確認された。
実施例6
実施例2で得られた青色発光蛍光体(Na4SiS4:Eu)と、公知の緑色発光蛍光体(ZnS:Cu,Al)および赤色発光蛍光体(Y2O2S:Eu)をそれぞれ用い、ガラス基板上に蛍光体層を形成してフェイスプレートとした。このフェイスプレートと多数の電子放出素子を有するリアプレートとを支持枠を介して組立てると共に、これらの間隙を真空排気しつつ気密封止した。このようにして作製されたFEDは、発光輝度をはじめとする色再現性に優れ、さらに常温、定格動作で1000時間駆動させた後においても良好な輝度特性を示すことが確認された。
実施例2で得られた青色発光蛍光体(Na4SiS4:Eu)と、公知の緑色発光蛍光体(ZnS:Cu,Al)および赤色発光蛍光体(Y2O2S:Eu)をそれぞれ用い、ガラス基板上に蛍光体層を形成してフェイスプレートとした。このフェイスプレートと多数の電子放出素子を有するリアプレートとを支持枠を介して組立てると共に、これらの間隙を真空排気しつつ気密封止した。このようにして作製されたFEDは、発光輝度をはじめとする色再現性に優れ、さらに常温、定格動作で1000時間駆動させた後においても良好な輝度特性を示すことが確認された。
実施例7
実施例3で得られた緑色発光蛍光体((Ba,Sr)2SiS4:Eu)と、公知の青色発光蛍光体(ZnS:Ag,Al)および赤色発光蛍光体(Y2O2S:Eu)をそれぞれ用い、ガラス基板上に蛍光体層を形成してフェイスプレートとした。このフェイスプレートと多数の電子放出素子を有するリアプレートとを支持枠を介して組立てると共に、これらの間隙を真空排気しつつ気密封止した。このようにして作製されたFEDは、発光輝度をはじめとする色再現性に優れ、さらに常温、定格動作で1000時間駆動させた後においても良好な輝度特性を示すことが確認された。
実施例3で得られた緑色発光蛍光体((Ba,Sr)2SiS4:Eu)と、公知の青色発光蛍光体(ZnS:Ag,Al)および赤色発光蛍光体(Y2O2S:Eu)をそれぞれ用い、ガラス基板上に蛍光体層を形成してフェイスプレートとした。このフェイスプレートと多数の電子放出素子を有するリアプレートとを支持枠を介して組立てると共に、これらの間隙を真空排気しつつ気密封止した。このようにして作製されたFEDは、発光輝度をはじめとする色再現性に優れ、さらに常温、定格動作で1000時間駆動させた後においても良好な輝度特性を示すことが確認された。
実施例8
実施例4で得られた赤色発光蛍光体(SrY2S4:Eu)と、公知の青色発光蛍光体(ZnS:Ag,Al)および緑色発光蛍光体(ZnS:Cu,Al)をそれぞれ用い、ガラス基板上に蛍光体層を形成してフェイスプレートとした。このフェイスプレートと多数の電子放出素子を有するリアプレートとを支持枠を介して組立てると共に、これらの間隙を真空排気しつつ気密封止した。このようにして作製されたFEDは、発光輝度をはじめとする色再現性に優れ、さらに常温、定格動作で1000時間駆動させた後においても良好な輝度特性を示すことが確認された。
実施例4で得られた赤色発光蛍光体(SrY2S4:Eu)と、公知の青色発光蛍光体(ZnS:Ag,Al)および緑色発光蛍光体(ZnS:Cu,Al)をそれぞれ用い、ガラス基板上に蛍光体層を形成してフェイスプレートとした。このフェイスプレートと多数の電子放出素子を有するリアプレートとを支持枠を介して組立てると共に、これらの間隙を真空排気しつつ気密封止した。このようにして作製されたFEDは、発光輝度をはじめとする色再現性に優れ、さらに常温、定格動作で1000時間駆動させた後においても良好な輝度特性を示すことが確認された。
実施例9
実施例1で得られた青色発光蛍光体(Ba2SiS4:Ce)と、実施例3で得られた緑色発光蛍光体((Ba,Sr)2SiS4:Eu)と、実施例4で得られた赤色発光蛍光体(SrY2S4:Eu)をそれぞれ用い、ガラス基板上に蛍光体層を形成してフェイスプレートとした。このフェイスプレートと多数の電子放出素子を有するリアプレートとを支持枠を介して組立てると共に、これらの間隙を真空排気しつつ気密封止した。このようにして作製されたFEDは、発光輝度をはじめとする色再現性に優れ、さらに常温、定格動作で1000時間駆動させた後においても良好な輝度特性を示すことが確認された。
実施例1で得られた青色発光蛍光体(Ba2SiS4:Ce)と、実施例3で得られた緑色発光蛍光体((Ba,Sr)2SiS4:Eu)と、実施例4で得られた赤色発光蛍光体(SrY2S4:Eu)をそれぞれ用い、ガラス基板上に蛍光体層を形成してフェイスプレートとした。このフェイスプレートと多数の電子放出素子を有するリアプレートとを支持枠を介して組立てると共に、これらの間隙を真空排気しつつ気密封止した。このようにして作製されたFEDは、発光輝度をはじめとする色再現性に優れ、さらに常温、定格動作で1000時間駆動させた後においても良好な輝度特性を示すことが確認された。
実施例10
実施例2で得られた青色発光蛍光体(Na4SiS4:Eu)と、実施例3で得られた緑色発光蛍光体((Ba,Sr)2SiS4:Eu)と、実施例4で得られた赤色発光蛍光体(SrY2S4:Eu)をそれぞれ用い、ガラス基板上に蛍光体層を形成してフェイスプレートとした。このフェイスプレートと多数の電子放出素子を有するリアプレートとを支持枠を介して組立てると共に、これらの間隙を真空排気しつつ気密封止した。このようにして作製されたFEDは、発光輝度をはじめとする色再現性に優れ、さらに常温、定格動作で1000時間駆動させた後においても良好な輝度特性を示すことが確認された。
実施例2で得られた青色発光蛍光体(Na4SiS4:Eu)と、実施例3で得られた緑色発光蛍光体((Ba,Sr)2SiS4:Eu)と、実施例4で得られた赤色発光蛍光体(SrY2S4:Eu)をそれぞれ用い、ガラス基板上に蛍光体層を形成してフェイスプレートとした。このフェイスプレートと多数の電子放出素子を有するリアプレートとを支持枠を介して組立てると共に、これらの間隙を真空排気しつつ気密封止した。このようにして作製されたFEDは、発光輝度をはじめとする色再現性に優れ、さらに常温、定格動作で1000時間駆動させた後においても良好な輝度特性を示すことが確認された。
本発明の表示装置用蛍光体によれば、低電圧で電流密度の高い電子線を照射した場合に、高輝度で色純度が良好な発光を得ることができる。したがって、このような蛍光体を使用することにより、高輝度で色再現性などの表示特性に優れた薄型の平面型表示装置を実現することができる。
1…フェイスプレート、2…ガラス基板、3…蛍光体層、4…光吸収層、5…メタルバック層、6…ゲッタ膜、7…リアプレート、8…支持枠、11…電子放出素子。
Claims (6)
- セリウム(Ce)またはユーロピウム(Eu)を付活剤とし、周期律表I族またはII族に属する第1の元素と、第2の元素、およびVI族に属する第3の元素を組合せた三元化合物蛍光体を主体とし、加速電圧が15kV以下の電子線により励起されて発光する蛍光体であり、
前記第1の元素がNa,Ba,Sr,Caから選ばれる少なくとも1種類の元素であり、前記第2の元素がイットリウム(Y)またはケイ素(Si)であり、前記第3の元素がイオウ(S)であることを特徴とする表示装置用蛍光体。 - Ceを付活剤とし、加速電圧が15kV以下の電子線により励起されて青色に発光する蛍光体であり、前記第1の元素がBaであり、前記第2の元素がSiであることを特徴とする請求項1記載の表示装置用蛍光体。
- Euを付活剤とし、加速電圧が15kV以下の電子線により励起されて青色に発光する蛍光体であり、前記第1の元素がNaであり、前記第2の元素がSiであることを特徴とする請求項1記載の表示装置用蛍光体。
- Euを付活剤とし、加速電圧が15kV以下の電子線により励起されて緑色に発光する蛍光体であり、前記第1の元素がBa,Sr,Caから選ばれる少なくとも1種類の元素であり、前記第2の元素がSiであることを特徴とする請求項1記載の表示装置用蛍光体。
- Euを付活剤とし、加速電圧が15kV以下の電子線により励起されて赤色に発光する蛍光体であり、前記第1の元素がBa,Sr,Caから選ばれる少なくとも1種類の元素であり、前記第2の元素がYであることを特徴とする請求項1記載の表示装置用蛍光体。
- 青色発光蛍光体層と緑色発光蛍光体層と赤色発光蛍光体層をそれぞれ含む蛍光体層と、前記蛍光体層に加速電圧が15kV以下の電子線を照射して発光させる電子源と、前記電子源と前記蛍光体層を真空封止する外囲器とを具備する電界放出型表示装置であり、
前記蛍光体層が、請求項1乃至5のいずれか1項記載の表示装置用蛍光体を含むことを特徴とする電界放出型表示装置。
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