KR20030032817A

KR20030032817A - 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR20030032817A
Application number: KR1020020034205A
Authority: KR
Inventors: 고마쯔마사아끼; 시이끼마사또시; 이마무라신
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2003-04-26
Also published as: US6791253B2; US20030071560A1

Abstract

형광막이 형성된 페이스 플레이트와 상기 형광막에 전자선을 조사하는 수단을 구비하는 전계 방출형 디스플레이 장치로, 상기 형광막이 주된 형광체와 평균 입자 지름이 주된 형광체의 1/2보다 작은 미립자 형광체를 혼합한 형광체로 이루어진 화상 형성 장치를 구성함에 따라 형광막의 충전 밀도가 향상되어 수명 및 휘도의 각 특성이 향상된다.

Description

화상 표시 장치{Image Display Apparatus}

본 발명은 형광막이 형성된 페이스 플레이트와 상기 형광막에 전자선을 조사하는 수단을 구비하는 전계 방출형 디스플레이 장치 및 투사형 브라운관에 관한 것으로, 특히 형광막을 구성하는 형광체로서 미립자 형광체를 혼합한 것을 특징으로 하는 전계 방출형 디스플레이 장치(이하 FED라고 한다) 및 투사형 브라운관에 관한 것이다.

영상 정보 시스템 분야에서는 고정세(高精細)화, 대화면화, 박형화, 저소비 전력화와 같은 여러 가지 요구에 따라 각종 디스플레이 장치의 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다. 지금까지는 주로 브라운관을 이용한 디스플레이 장치가 폭 넓게 이용되고 있었지만 박형화에는 한계가 있었다. 이와 같은 요구에 부응하는 박형화, 저소비 전력화를 실현하는 디스플레이로써 FED의 연구 개발이 근년에 활발하게 진행되고 있다.

FED는 평면형 전계 방출형 전자원을 진공 외위기(外圍器)의 배면에 설치하고, 전면의 페이스 플레이트의 내면에 형광막을 설치한 구조로 형성되어 있는데, 가속 전압 약 0.1 내지 10kV 정도의 저가속 전자선을 형광막에 조사하여 발광시켜 화상을 표시한다. 여기서, 형광막에 조사되는 전자선의 전류 밀도는 일반적인 브라운관의 약 10 내지 1000배 정도로 고전류 밀도이기 때문에 FED용 형광막에서는 차지 업을 일으키지 않는 저저항 특성이 요구된다. 아울러, 고전류 밀도하에서의 수명 특성이 양호하며 휘도 포화가 적고 고휘도인 특성도 필요하다.

또한, 고전류 밀도의 전자선을 형광막에 조사함에 따라 형광막을 투과하여 페이스 플레이트 내면에 전자선이 도달하면 유리가 소화되어 다갈색으로 변색되는 것에 의해 디스플레이의 휘도 수명이 저하되는 문제가 있다. 또한, 유리의 소화는 일반적인 브라운관의 약 100배 정도의 고전류 밀도의 전자선을 형광막에 조사하는 투사형 브라운관에서도 휘도 수명을 저하시키는 요인의 하나이며, 그 개선이 과제가 되고 있다.

이제까지 형광막의 저저항화, 장수명화, 고휘도화를 실현하기 위하여 여러 가지 개발이 수행되어 왔다. 형광체를 혼합하여 FED용 형광막의 성능을 향상시키는 방법으로는, 예를 들면 일본 특허 공개 평0987618호 공보와 같이 고저항인 형광체와 저저항인 형광체를 혼함함으로써, 구동 전압 2kV 이하에서 우수한 휘도 특성을 얻는 방법이 있다. 또한, 예를 들면 일본 특허 공개 평1296046호 공보와 같이 황화물계 형광체와 이트리움의 알루민산염계 혹은 규산염계 형광체인 산화물계 형광체의 혼합 형광체로 구성함으로써, 경시적으로 발광 휘도 유지율이 양호한 방법이 있다.

한편, FED 용도는 아니지만 서로 다른 입경의 형광체를 혼합하는 방법으로, 예를 들면 일본 특허 공개 평07245062호 공보와 같이 플라즈마 디스플레이 장치에 있어서 큰 입자의 청색 형광체의 극간에 소립자의 청색 형광체가 삽입되어 치밀한 구조를 갖는 형광체층에 의해 어드레스 전극의 노출에 기인하는 불필요한 방전을 억제하는 방법이 있다.

이제까지 FED용 형광막의 저저항화, 장수명화, 고휘도화를 실현하기 위하여 여러 가지 방법이 검토되어 왔다. 그러나, 이들 종래의 방법으로 그 과제가 모두 해결된 것은 아니다. 특히, 개개의 형광체뿐만 아니라 형광막 전체의 저항을 저하시켜 형광막의 장수명화, 고휘도화를 달성하고, 아울러 유리가 소화되는 것을 경감시키는 새로운 방법이 필요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 종래의 형광막의 저저항화, 수명, 휘도의 각 특성의 개선을 꾀하며, 유리의 소화를 보다 경감시켜 우수한 특성을 갖는 전계 방출형 디스플레이 장치 및 투사형 브라운관을 제공하는 것이다.

상기 목적은 형광막이 형성된 페이스 플레이트와 상기 형광막에 전자선을 조사하는 수단을 구비하는 화상 표시 장치로, 상기 형광막이 주된 형광체와 평균 입경이 주된 형광체의 작은 미립자 형광체로 구성된 것을 특징으로 하는 형광막을 구비하는 전계 방출형 디스플레이 장치에 의해 달성된다. 즉, 본 발명의 화상 표시 장치에 사용되는 형광막의 특징중의 하나는 주된 형광체에 미립자 형광체를 혼합함으로써, 주된 형광체의 극간에 미립자 형광체가 삽입되어 형광체간의 접촉을 증가시켜 형광막 전체의 저저항화를 실현하는 것이다.

또한, 평균 입경 A의 주된 형광체에 혼합되는 미립자 형광체의 평균 입경 B가 0.16A≤B≤0.28A로 나타내어지는 경우, 주된 형광체의 극간에 미립자 형광체가 적절하게 삽입되기 때문에 형광막의 충전 밀도는 향상된다. 아울러, 주된 형광체에 대하여 미립자 형광체를 2 내지 50중량% 혼합한 경우, 미립자 형광체가 주된 형광체의 극간에 삽입되어 형광막의 충전 밀도는 향상된다.

또한, 평균 입경 A의 주된 형광체와 평균 입경 B의 미립자 형광체를 혼합하여 구성하는 경우, 입경 B의 위치의 체적이 정규 분포 곡선보다 2 내지 50 체적% 큰 경우에 미립자 형광체가 주된 형광체의 극간에 삽입되어 형광막의 충전 밀도는 향상된다. 아울러, 입경 B의 위치의 체적이 정규 분포 곡선보다 6 내지 12 체적% 큰 경우에 특히 형광막의 충전 밀도가 향상된다.

또한, 주된 형광체와 미립자 형광체의 조성을 동일하게 함으로써, 형광체의 발광 특성을 변화시키지 않고 형광막의 저저항화를 실현할 수 있다.

또한, 주된 형광체가 황화물 형광체인 Zns:Ag 형광체이고 혼합되는 형광체를 산화물계 형광체인 Y2Si05:Ce, (Y, Gd)2Si05:Ce, ZnGa204, CaMgSi206:Eu,Sr3MgSi208:Eu, Sr5(PO4)3Cl:Eu, YNb04:Bi 형광체중 어느 한 종류 혹은 복수 종류의 형광체로 함으로써, 유황의 비산을 경감시킬 수 있고 형광막이 저저항화되며 수명, 휘도의 각 특성이 향상되어 양호한 FED용 청색 형광막을 실현할 수 있다.

또한, 주된 형광체가 황화물계 형광체인 Y202S:Eu 형광체이고 혼합되는 형광체를 산화물계 형광체인 Y203:Eu, SrTi03:Pr, Sn02:Eu, SrIn204:Pr 형광체중 어느 한 종류 혹은 복수 종류의 형광체로 함으로써, 유황의 비산을 경감시킬 수 있고 형광막이 저저항화되며 수명, 휘도의 각 특성이 향상되어 양호한 FED용 적색 형광막을 실현할 수 있다.

또한, 주된 형광체가 산화물계 형광체인 Y2Si05:Tb, (Y, Gd)2Si05:Tb, Y3(Al, Ga)5012:Tb, (Y, Gd)3(Al, Ga)5012:Tb, ZnGa204:Mn, Zn(Ga, Al)204:Mn, ZnO:Zn 형광체중 어느 한 종류 혹은 복수 종류의 형광체이고 혼합되는 형광체를 황화물계 형광체인 ZnS:Cu, ZnS:Cu, Au 형광체중 어느 한 종류 혹은 복수 종류의 형광체로 함으로써, 각 형광체간의 접촉이 증가하여 형광막이 저저항화되며 수명, 휘도의 각 특성이 향상되어 양호한 FED용 녹색 형광막을 실현할 수 있다.

또한, 주된 형광체가 산화물계 형광체인 Y203:Eu, SrTi03:Pr 형광체중 어느 한 종류 혹은 복수 종류의 형광체이고 혼합되는 형광체를 황화물계 형광체인 Y202S:Eu 형광체로 함으로써, 각 형광체간의 접촉이 증가하여 형광막이 저저항화되며 수명, 휘도의 각 특성이 향상되어 양호한 FED용 적색 형광막을 실현할 수 있다. 아울러, 상기 목적은 형광막이 형성된 페이스 플레이트와 상기 형광막에 전자선을 조사하는 수단을 구비하는 투사형 브라운관으로, 상기 형광막이 주된 형광체에 대하여 평균 입경이 주된 형광체보다 작은 소립자 형광체가 5중량% 이상 70중량% 이하의 범위로 혼합된 것을 특징으로 하는 형광막을 구비하는 투사형 브라운관에 의하여 달성된다. 또한, 여기서 이용되는 평균 입경이란, 중위(中位) 직경 50%이며, 데이터를 2등분하였을 때의 그 경계의 직경이다. 즉, 본 발명의 화상 표시 장치에서 사용되는 형광막의 특징중 하나는 주된 형광체에 소립자 형광체를 혼합함으로써, 소립자 형광체가 주된 형광체의 극간에 삽입되어 형광막의 충전 밀도를 향상시킨다는 것이다.

또한, 주된 형광체의 극간에 소립자 형광체가 삽입되어 형광체간의 접촉을 증가시켜 형광막 전체의 저저항화가 실현된다.

또한, 주된 형광막에 대하여 평균 입경이 주된 형광체보다 작은 소립자 형광체가 10중량% 이상 40중량% 이하의 범위로 혼합된 것을 특징으로 하는 형광막에 의해, 특히 형광막의 충전 밀도가 향상된다.

이와 같은 특징을 갖는 형광막을 통해 투사형 브라운관 및 전계 방출형 디스플레이 장치에 있어서의 페이스 플레이트 내면의 투과 전자선 조사에 따른 유리의 소화를 개선하여 휘도 수명이 양호한 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

도1은 본 발명의 형광막 구조를 도시한 모식도.

도2는 본 발명의 형광체 입경을 도시한 모식도.

도3은 본 발명의 형광막의 휘도 유지율을 도시한 그래프.

도4는 본 발명의 형광막의 휘도 전류 밀도 특성을 도시한 그래프.

도5는 본 발명의 형광막 구조를 도시한 모식도.

도6은 본 발명의 형광막 두께를 도시한 그래프.

도7은 본 발명의 입도 분포를 도시한 그래프.

도8은 본 발명의 형광막 충전 밀도를 도시한 그래프.

도9는 본 발명의 형광막의 막 두께와 막 중량의 관계를 도시한 그래프.

도10은 본 발명의 형광막의 막 밀도와 막 중량의 관계를 도시한 그래프.

도11은 본 발명의 형광막의 광 투과율-막 두께 특성을 도시한 그래프.

도12는 본 발명의 형광막의 광 투과율-소립자 혼합 비율 특성을 도시한 그래프.

도13은 공간율-소립자 혼합 비율 특성의 계산 결과를 도시한 그래프.

도14는 본 발명의 MIN형 전자원 디스플레이 장치의 전체 구조를 도시한 모식도.

도15는 본 발명의 Spindt형 전자원 디스플레이 장치의 전체 구조를 도시한 모식도.

도16은 본 발명의 카본 나노튜브형 전자원 디스플레이 장치의 전체 구조를 도시한 모식도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 페이스 플레이트

3 : 형광막

6 : 전자빔

7 : 리어 플레이트

11 : MIM 전자원

여기서는 본 발명의 화상 표시 장치에서 사용되는 형광체의 제조 방법 및 휘도 특성 등의 각 특성에 대하여 상술하는데, 이하에 설명되는 실시 형태는 본 발명을 구체화하는 일 예를 나타낸 것으로, 본 발명을 구속하는 것은 아니다.

(실시예1)

도1은 본 발명의 형광막의 1예를 도시한 모식도이다. 도1에서 2는 페이스 플레이트, 3은 형광막 전체, 4는 주된 형광체, 5는 혼합된 미립자 형광체이다. 가장 적합한 형광체층의 두께는 3층 정도이며, 본 발명의 형광막은 각 형광체층의 극간에 미립자 형광체가 삽입되어 있는 구조로 형성되어 있다. 형광막(3)에 조사되는 전자 빔(6)에 의해 전자는 혼합된 미립자 형광체(5)를 통한 각 형광체간의 접촉이 증가하게 되는데, 이로인해 원활하게 형광막(3) 전체로 퍼져 결과적으로 형광막(3) 전체의 저저항화가 도모된다. 아울러, 미립자 형광체가 혼합되어 있는 분량만큼 형광막 밀도가 향상되어 형광체 전체의 표면적이 증가하게 된다. 따라서, 같은 전류량의 전자선이 형광막에 조사되는 경우에 본 발명의 형광체 표면의 전류 밀도는 종래에 비해 저하된다. 전류 밀도가 낮아지면 형광막의 경시적 열화가 경감되며 수명 특성이 향상된다. 또한, 전류 밀도가 낮아지면 휘도 포화에 따른 휘도 저하를 억제할 수 있으므로, 형광막 전체의 발광 휘도는 향상된다.

형광막 주변의 구성으로 황화물계 형광체를 사용하는 경우에는 알루미 백에 의해 유황의 비산이 방지되어 전자원의 열화를 억제할 수 있다. 또한, 페이스 플레이트(2)의 형광막측에 ITO막을 설치하면 형광막의 저저항화를 도모할 수 있다.

형광막(3)에 조사되는 전자빔(6)은 전계 방출형 디스플레이의 경우에 가속 전압이 약 0.1kV에서 10kV 정도인 저가속 전압이며, 그 전류량은 일반 브라운관에 비해 약 10배에서 1000배로 높다. 또한, 투사형 브라운관에 있어서의 조사 전자선의 전류량은 일반 브라운관에 비해 약 100배로 높다. 따라서, 형광막을 투과하여 페이스 플레이트(2)에 도달하는 전자선의 양이 비교적 많아 페이스 플레이트(2)의내면이 전자선에 의해 다갈색으로 변색되는 유리의 소화가 발생된다. 유리가 소화되면 형광체에서 발광되어 페이스 플레이트(2)를 투과하여 디스플레이 전면으로 나오는 광의 강도가 저하된다. 유리의 소화는 디스플레이의 휘도 수명을 저하시키는 원인중의 하나이다. 이와 같이 디스플레이의 휘도 수명 저하를 일으키는 유리의 소화를 경감시키려면 형광막의 충전 밀도를 높여 형광체간의 극간을 적게 하고, 투과되는 전자선의 양을 저감시키는 것이 유효하다.

본 발명의 소립자 형광체를 혼합한 형광막에 의해 형광막의 충전 밀도가 향상되어 투과 전자선의 양을 저감시켜 유리의 소화를 경감시킬 수 있다.

(실시예2)

도2는 상술된 형광막(3)의 일부를 도시한 도식도이다. 도2에서 3개의 주된 형광체(4)의 위에 미립자 형광체(5)가 위치하고 있다. 여기서 주된 형광체의 반경을 R, 미립자 형광체의 반경을 r, 미립자 형광체의 중심에서 주된 형광체의 중심을 지나는 면에 수직인 선의 길이를 y라고 하며,

y = (r²+ 2rR - 1/3R²)^1/2

로 나타내어진다. y=0일 때, 즉 3개의 주된 형광체의 극간에 삽입되는 경우의 미립자 형광체의 반경 r=0.16R이다.

또한, 상술된 3개의 주된 형광체의 위에 다른 1개의 주된 형광체가 위치할 때에 생기는 극간에 미립자 형광체가 삽입되어 4개의 주된 형광체 모두에 접촉하는 경우에 미립자 형광체의 중심은 4개의 주된 형광체의 중심이 만드는 4면체의 중심으로 이루어지므로, y = (8/27)R이고 r = 0.28R이다. 따라서, 주된 형광체의 평균 입경을 A, 혼합되는 미립자 형광체의 평균 입경을 B라고 하면, 주된 형광체의 극간에 삽입되는 미립자 형광체가 각 형광체와 접촉하는 것은 0.16A≤B≤0.28A가 된다.

이때, 미립자 형광체의 조성이 주된 형광체의 조성과 동일하면 미립자 형광체의 혼합되는 중량은 2중량% 내지 9중량%의 범위가 바람직하다.

또한, 이때 미립자 형광체에 따른 형광체의 표면적의 증가분은 10 내지 31%이다. 미립자 형광체의 평균 입경 B가 B = 0.28A이면, 미립자 형광체의 혼합되는 중량은 9중량%, 표면적의 증가는 31%이다. 따라서, 미립자 형광체의 평균 입경 B = 0.28A인 경우에 전류 밀도는 24% 저감된다.

도3에 B=0.28A인 경우의 청색 ZnS:Ag 형광체의 가속 시험에 따른 휘도 유지율을 나타내었다. 조사된 전자선의 전류 밀도는 450μA/㎠, 기판 온도는 200℃이다. 종래의 형광막에서는 전자선이 조사되면 휘도가 급격하게 저하되어 초기 휘도에 비해 약 80%까지 감소한다. 한편, 본 발명에 따른 형광막을 이용하는 경우에는 형광막 전체의 저저항화가 도모됨에 따라 전류 밀도가 경감하여 가속 시험 종료시에도 휘도 유지율은 90%를 유지하고 있다. 이와 같이 본 발명의 형광막을 이용하면 휘도 유지율은 종래에 비해 약 10% 개선된다.

또한, 도4에 ZnS:Ag 형광체의 발광 휘도와 전류 밀도의 log-log 플롯의 그래프를 나타내었다. 전류 밀도의 범위는 저전류 밀도 영역에서 약 45μA/㎠, 고전류 밀도 영역에서 약 110μA/㎠로 하였다. 그래프의 아랫쪽 선이 종래의 발광 휘도 전류 밀도를 나타내는 그래프이고, 그래프의 윗쪽 선이 본 발명의 발광 휘도 전류밀도를 나타내는 그래프이다.

상술된 바와 같이 B = 0.28A인 경우의 전류 밀도가 24% 저감되고, 저전류 밀도 영역에서 약 35μA/㎠, 고전류 영역에서 약 85μA/㎠가 된다. ZnS:Ag의 경우에는 log-log 플롯의 기울기가 전류 밀도가 높아짐에 따라 약 0.7에서 약 0.6까지 저하되어 발광 효율은 저하한다. 따라서, 전류 밀도가 낮은 편이 발광 효율은 높다.

본 발명에 의해 전류 밀도가 저하되어 발광 효율이 높은 영역을 이용할 수 있기 때문에 도4에 도시된 바와 같이 저전류 영역에서 발광 휘도는 약 10% 향상되고, 고전류 영역에서는 약 20% 향상된다.

(실시예3)

도5는 혼합되는 미립자 형광체(5)의 평균 입경 B가 주된 형광체(4)의 극간보다 큰 B>0.28A인 경우의 모식도이다. 이때의 형광막의 막 두께 T는 T = 4R + 2y로 나타내어진다. 도6에 주된 형광체의 평균 입경이 4μm인 경우의 미립자 형광체의 평균 입경 변화에 따른 막 두께 변화의 그래프를 나타내었다. 평균 입경이 1.1μm 정도까지의 미립자 형광체가 극간에 들어가기 때문에 막 두께는 10.5μm 정도로 변화가 없다.

한편, B>1.1μm인 경우에는 도6에 도시된 바와 같이 막 두께가 두꺼워지는 경향이 있다. 형광체 조성이 동일하며 B = 1.1μm인 경우의 미립자 형광체의 중량은 9중량%가 가장 적합하다. 형광체의 평균 입경이 4μm인 경우의 가장 적합한 막 두께는 휘도 특성의 요청에 따라 10 내지 12μm 정도가 바람직하며, 그 보다 막 두께가 얇으면 발광층이 충분하지 않아 휘도가 낮고, 반대로 그 보다 두꺼우면 형광체 표면의 광 흡수에 의해 발광 휘도가 저하된다. 도6에 도시된 바와 같이 혼합되는 미립자 형광체의 평균 입경이 주된 형광체의 1/2인 2.0μm보다 작으면 막 두께가 12μm보다 작아 양호하다. 이때, 형광체의 혼합되는 중량은 50중량%보다 적은 범위가 바람직하고, 형광막 밀도는 5중량% 내지 12중량%가 보다 바람직하다.

도7은 형광체의 입도 분포를 나타낸 그래프로, 세로 축은 체적 비율, 가로 축은 형광체의 입경을 나타낸 것이다. 평균 입경이 4μm인 주된 형광체에 평균 입경이 1μm인 미립자 형광체를 10중량% 혼합한 경우, 도7에 도시된 바와 같이 전체적으로 소립자측에 치우친 입도 분포를 가지며, 미립자 형광체가 혼합되어 있는 분량만큼 주된 형광체가 형성하는 정규 분포에서 어긋나있다. 주된 형광체와 미립자 형광체의 조성이 동일한 경우에 이 어긋남은 혼합되는 미립자 형광체의 중량비와 거의 동등하고, 입경 B의 위치에서의 체적 비율의 정규 분포로부터의 어긋남은 2체적% 내지 50체적% 큰 범위가 양호하며, 특히 6체적% 내지 12체적% 큰 범위가 보다 바람직하다.

도8에 형광막 충전 밀도의 미립자 형광체의 평균 입경 의존성을 나타내었다. 미립자 형광체의 평균 입경 B는 0.8 내지 1.4μm 정도가 바람직하고, 따라서 주된 형광체와 미립자 형광체의 조성이 동일한 경우에 형광막 밀도는 6중량% 내지 12중량%가 보다 바람직하다.

(실시예4)

여기에서는 원리 실험으로 유리 기판상에 혼합 형광막을 형성하고, 그 막 두께, 막 밀도, 광 투과율의 특성을 조사하였다. 평균 입경 8μm의 녹색 발광Y₂SiO₅:Tb 형광체와 평균 입경 4μm의 녹색 발광 Y₂SiO₅:Tb 형광체를 혼합하여 형광막을 유리 기판상에 침강 도포법을 통해 형성하였다. 이번에 수행된 침강 도포에서는 직경 65mm의 침강관에 순수(純水) 135ml를 넣고, 무수초산 발륨 1.30g을 순수 150ml에 가하여 조합한 용액을 14ml 넣고, 계면 활성제를 14ml 가하였다. 소정의 막 두께가 되도록 중량을 계산한 혼합 형광체를 순수 50ml에 가하고, 이것에 물유리(오카씰 A, 동경응화공업) 40ml를 순수 198ml에 가하여 조합한 용액을 27ml 가하고, 용액 및 기판을 세트된 침강관중에 투입하였다. 도포시의 유리 기판으로부터의 액면 높이는 5cm이다. 침강 시간은 7분으로 하고, 도포후에 용액을 침강관 아래에서 천천히 뽑아내고 도포된 기판을 실온에서 건조하였다. 이와 같은 과정을 통해 혼합 형광막을 형성하였다.

도포 전후의 유리 기판의 중량으로부터 도포된 형광막의 막 중량을 구하였다. 또한, 막 두께는 레이저 포커스 변위계(LT-8010, KEYENCE)를 통해 계측하였다. 막 밀도는 막 중량, 막 두께, 기판 면적으로부터 구하였다. 도포된 형광막의 막 두께의 막 중량 변화를 도9에 나타내었다. 입경 8μm 단일 형광막의 경우에 막 두께는 막 중량의 증가와 함께 직선적으로 증가한다. 입경 8μm의 형광체에 입경 4μm의 형광체를 30중량% 가하여 혼합한 혼합 형광막의 막 두께-막 중량 변화를 도9에 함께 나타내었다. 동일한 막 중량에서는 혼합 형광막 쪽이 막 두께가 얇게 형성되어 있다. 특히, 막 중량이 4mg/㎠을 넘으면 혼합 형광막의 막 두께가 대폭 얇아지고 있다.

도10에 막 밀도의 막 중량 변화를 나타내었다. 단일 형광막의 경우에 막 밀도는 막 중량에 따르지 않고 약 1.7g/㎤으로 거의 일정하다. 혼합 형광막에서는 막 중량이 증가하는 동시에 막 밀도가 증가하는 경향이 있다. 단일 형광막과 혼합 형광막을 비교하면 막 밀도는 혼합 형광막 쪽이 높고, 막 중량이 클수록 그 차이가 크다.

다음에는 분광 광도계(U-3200, 히타치 제작소)로 각 형광막의 광 투과율을 측정하였다. 조사되는 광의 파장은 540nm로 하고 형광막측으로부터 광을 조사하여 형광막과 기판 유리를 투과한 광량을 측정하였다. 레퍼런스로는 유리 기판만을 설치하고 형광막의 광 투과율을 측정하였다.

도11에 입경 8μm 단일 형광막의 경우 및 입경 8μm 형광체에 입경 4μm 형광체를 30중량% 혼합한 혼합 형광막의 광 투과율의 막 두께 변화를 나타내었다. 양자 모두 막 두께가 두꺼워지면 투과율이 감소한다. 동일한 막 두께에서는 혼합 형광막 쪽이 광 투과율이 약 10% 정도 낮게 측정되었다.

입경 8μm의 형광체와 입경 8μm의 형광체에 입경 4μm의 형광체를 30중량% 혼합한 혼합 형광막의 막 두께, 막 밀도 및 광 투과율의 비교를 수행하였다. 혼합 형광막에서는 막 두께가 얇고, 막 밀도가 높아지는 것이 명확하였다. 또한, 광 투과율은 혼합 형광막에서 약 10%로 대폭 저하되었다. 이들 결과는 (실시예1)에서 기술된 바와 같이 혼합된 소립자 형광체가 주된 형광체의 극간에 삽입되어 공간율이 저하된 것을 나타낸다.

(실시예5)

평균 입경 8μm의 녹색 발광 Y₂SiO₅:Tb 형광체와 평균 입경 4μm의 녹색 발광 Y₂SiO₅:Tb 형광체를 혼합하여 유리 기판상에 침강 도포법을 통해 형광막을 형성하였다. 형광막의 형성 방법은 (실시예4)와 동일하다.

도12에 형광막의 광 투과율의 4μm 혼합 비율 변화를 나타내었다. 입경 4μm의 투과율이 낮기 때문에 전체적으로 4μm 혼합 비율이 증가함에 따라 투과율이 저하되는 경향이 있다. 이 점에서 소립자 형광체에 의한 단일 형광체가 고밀도 형광막을 실현하는 후보의 하나로 생각되는데, 소립자 형광체의 경우에는 휘도 및 수명 특성이 그 보다 큰 입자 형상의 형광체에 비해 떨어지는 경우가 있다. 여기서는 소립자 형광체의 혼합 비율이 낮은 경우에 형광막의 고밀도화를 도모하는 것에 대해 기술한다. 도12에 있어서, 소립자 혼합 비율이 5중량% 이상 70중량% 이하의 범위에서 직선적인 투과율의 하강 곡선보다 더욱 투과율이 저하되는 범위가 있다. 입경 8μm 단일 형광막의 투과율이 62%인 것에 비해 혼합막의 투과율은 4μm 혼합 비율이 10중량%에서 54%로, 약 8% 저하된다. 투과율은 4μm 혼합 비율이 5중량% 이상 70중량% 이하의 범위에서 낮고, 비교적 혼합 비율이 낮은 경우에 그 효과가 보인다. 특히, 4μm 혼합 비율이 10중량% 이상 40중량% 이하의 범위에서 투과율이 낮으며, 소립자를 혼합한 것으로 인한 광의 스토핑 효과가 크다. 이 결과로 부터, 전자선을 혼합 형광막에 조사하는 경우에도 전자선에 대한 스토핑 효과가 작용하여 페이스 플레이트 내면의 유리의 소화를 경감시킬 수 있다.

다음에는 2성분 입자 혼합 충전층 공간율 추정 프로그램(스즈끼)을 통해 입자의 공극 비율인 공간율의 계산을 수행하였다.

도13에 입경 8μm, 공간율 50%의 입자와 입경 4μm, 공간율 50%의 입자를 혼합하였을 때의 공간율의 소립자 혼합 비율 변화를 나타내었다. 2개의 입자를 혼합하면 공간율은 양자의 공간율 50%보다 감소한다는 것을 알 수 있다. 소립자 혼합 비율이 41중량%일 때, 공간율은 48%로 최소가 된다. 도13에 입경 8μm, 공간율 50%의 입자와 입경 2μm, 공간율 50%의 입자를 혼합하였을 때의 공간율의 소립자 혼합 비율 변화를 함께 나타내었다. 입경 2μm의 입자를 혼합한 경우에는 소립자 혼합 비율이 33중량%인 경우에 공간율이 44%로 최소가 된다. 또한, 입경 8μm의 입자에 입경 4μm를 혼합한 경우와 입경 2μm의 입자를 혼합한 경우를 비교하면, 입경 차이가 큰 입경 2μm를 혼합한 경우의 쪽이 공간율의 저하가 큰 것을 알 수 있다. 또한, 입경 차가 큰 쪽이 공간율은 최소가 되고 소립자 혼합 비율은 작아진다.

입경 8μm의 입자에 입경 4μm의 입자를 혼합한 경우의 실험 결과와 계산 결과를 비교하면, 실험에서는 소립자 혼합 비율이 20중량%인 부근을 중심으로 10중량% 이상 40중량% 이하의 범위에서 투과율이 낮은데 비해 계산에서는 소립자 혼합 비율이 41중량%에서 공간율이 최소가 되고, 실험 쪽은 낮은 혼합 비율에서 충전 밀도가 양호한 영역이 있었다. 이것은 각 형광체가 입도 분포에 확산을 갖기 때문에 입경 8μm 중의 큰 입자와 입경 4μm 중의 소립자에 의한 공간율 저하 효과가 커서 실험에서의 소립자 혼합 비율의 최적점이 계산보다 낮아진 것으로 생각된다.

(실시예)

이하에 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 설명하는데, 본 발명은 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적이 달성되는 범위의 각 요소의 치환이나 설치 변경이 이루어진 것도 포함하는 것은 말할 나위도 없다.

(실시예1) MIM 전자원 디스플레이 장치 1

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. MIM형 전자원 디스플레이 장치(12)는 페이스 플레이트(2), MIM 전자원(11), 리어 플레이트(7)로 구성되어 있으며, MIM 전자원(11)은 하부 전극(Al)(8), 절연층(Al₂O₃)(9), 상부 전극(Ir-Pt-Au)(10)으로 구성되어 있다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에는 청색 형광체로서 평균 입경 4μm의 ZnS:Ag 형광체와 평균 입경 1μm의 ZnS:Ag 미립자 형광체를 9중량% 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 아울러, 형광체의 저항을 감소시키기 위하여 도전성 물질 In203을 형광막에 혼합하였다.

정세도(精細度)를 높이기 위하여 1화소간에 흑색 도전재를 설치하였다. 흑색 도전재의 제작시에는 전면에 포토레지스트막을 도포하고 마스크를 통해 노광시켜 현상하며 부분적으로 포토레지스트를 남긴다. 그 후, 전면에 흑연막을 형성하고 과산화수소 등을 작용시켜 포토레지스트막과 그 위의 흑연을 제거하여 흑색 도전재를 형성한다. 메탈 백은 형광막(3)의 내면에 필밍 가공하고 나서 Al을 진공 증착하여 작성한다. 그 후, 열처리하여 필밍제를 제거하여 제작한다. 이와 같은 과정을 통해 형광막(3)이 완성된다.

본 발명에 의해 휘도 유지율은 종래에 비해 10% 향상되고, 발광 에너지 효율은 저전류 영역에서 10% 향상되며, 고전류 영역에서는 20% 향상되었다.

(실시예2) MIM 전자원 디스플레이 장치 2

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에 청색 형광체로 평균 입경 4μm의 ZnS:Ag 형광체와 평균 입경 1μm의 YsSiO5:Ce 미립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예1)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 유지율, 발광 에너지 효율은 실시예1과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예3) MIM 전자원 디스플레이 장치 3

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트의 내측에 적색 형광체로 평균 입경 3μm의 Y2O2S:Eu 형광체와 평균 입경 0.8μm의 Y2O2S:Eu 미립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예1)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 유지율, 발광 에너지 효율은 실시예1과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예4) MIM 전자원 디스플레이 장치 4

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트의 내측에 적색 형광체로 평균 입경 2.5μm의 Y2O2S:Eu 형광체와 평균 입경 1μm의 Y2O3:Eu 미립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예1)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 유지율, 발광 에너지 효율은 실시예1과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예5) MIM 전자원 디스플레이 장치 5

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트의 내측에 적색 형광체로 평균 입경 4μm의 Y2O2S:Eu 형광체와 평균 입경 1μm의 SrTiO3:Pr 미립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예1)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 유지율, 발광 에너지 효율은 실시예1과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예6) MIM 전자원 디스플레이 장치 6

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트의 내측에 녹색 형광체로 평균 입경 3μm의 ZnS:Cu 형광체와 평균 입경 0.8μm의 ZnS:Cu 미립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예1)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 유지율, 발광 에너지 효율은 실시예1과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예7) MIM 전자원 디스플레이 장치 7

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트의 내측에 녹색 형광체로 평균 입경 3μm의 ZnS:Cu 형광체와 평균 입경 0.8μm의 Y2SiO5:Tb 미립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예1)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 유지율, 발광 에너지 효율은 실시예1과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예8) MIM 전자원 디스플레이 장치 8

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트의 내측에 녹색 형광체로 평균 입경 4μm의 Y2SiO5:Tb 형광체와 평균 입경 1μm의 Y2SiO5:Tb 미립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예1)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 유지율, 발광 에너지 효율은 실시예1과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예9) MIM 전자원 디스플레이 장치 9

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트의 내측에 녹색 형광체로 평균 입경 4μm의 Y2SiO5:Tb 형광체와 평균 입경 1μm의 ZnS:Cu 미립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예1)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 유지율, 발광 에너지 효율은 실시예1과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예10) MIM 전자원 디스플레이 장치 10

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트의 내측에 녹색 형광체로 평균 입경 4μm의 Y3(Al, Ga)5012:Tb 형광체와 평균 입경 1μm의 ZnS:Cu 미립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예1)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 유지율, 발광 에너지 효율은 실시예1과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예11) MIM 전자원 디스플레이 장치 11

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트의 내측에 적색 형광체로 평균 입경 4μm의 Y2O3:Eu 형광체와 평균 입경 1μm의 Y2O2S:Eu 미립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 도전성물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예1)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 유지율, 발광 에너지 효율은 실시예1과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예12) MIM 전자원 디스플레이 장치 12

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에 적색 형광체로 평균 입경 4μm의 SrTiO3:Pr 형광체와 평균 입경 1μm의 Y2O2S:Eu 미립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예1)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 유지율, 발광 에너지 효율은 실시예1과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예13) Spindt 전자원 디스플레이 장치 1

본 발명의 Spindt형 전자원 디스플레이 장치를 도15에 도시하였다. Spindt형 전자원 디스플레이 장치(19)는 페이스 플레이트(2), Spindt 전자원(18), 리어 플레이트(7)로 구성되어 있으며, Spindt형 전자원(18)은 음극(13), 저항막(14), 절연막(15), 게이트(16), 원추형 금형(Mo 등)(17)으로 형성되어 있다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에는 청색 형광체로 평균 입경 4μm의 ZnS:Ag 형광체와 평균 입경 1μm의 Y2SiO5:Ce 미립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예1)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 유지율, 발광 에너지 효율은 실시예1과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예14) Spindt 전자원 디스플레이 장치 2

본 발명의 Spindt형 전자원 디스플레이 장치를 도15에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에 적색 형광체로 평균 입경 3μm의 Y2O2S:Eu 형광체와평균 입경 0.8μm의 Y2O2S:Eu 미립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예1)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 유지율, 발광 에너지 효율은 실시예1과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예15) Spindt 전자원 디스플레이 장치 3

본 발명의 Spindt형 전자원 디스플레이 장치를 도15에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에 녹색 형광체로 평균 입경 4μm의 Y2SiO5:Tb 형광체와 평균 입경 1μm의 Y2SiO5:Tb 미립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예1)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 유지율, 발광 에너지 효율은 실시예1과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예16) MIM 전자원 디스플레이 장치 13

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. MIM형 전자원 디스플레이 장치(12)는 페이스 플레이트(2), MIM 전자원(11), 리어 플레이트(7)로 구성되어 있으며, MIM형 전자원(11)은 하부 전극(Al)(8), 절연층(Al₂O₃)(9), 상부 전극(Ir-Pt-Au)(10)으로 형성되어 있다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에 청색 형광체로 평균 입경 8μm의 ZnS:Ag, Al 형광체와 평균 입경 4μm의 ZnS:Ag, Al 소립자 형광체를 20중량% 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 형광막의 도포에는 슬러리법을 이용하였다. 폴리비닐알콜과 중크롬산염과의 혼합 수용액에 형광체를 분산시켜 슬러리 현탁액을 조합한다. 페이스 플레이트에 현탁액을 도포하여 건조한 후, 마스크를 통해 노광시켜 형광체를 고착시킨다. 따뜻한 순수로 스프레이현상하여 미노광 부분의 막을 씻어내고 형광체의 패턴을 형성하였다.

정세도를 올리기 위하여 1화소간에 흑색 도전재를 설치하였다. 흑색 도전재의 제작시에는 전면에 포토레지스트막을 도포하고 마스크를 통해 노광시켜 현상하며 부분적으로 포토레지스트막을 남긴다. 그 후, 전면에 흑연막을 형성하고 과산화수소 등을 작용시켜 포토레지스트막과 그 위의 흑연을 제거하여 흑색 도전재를 형성한다. 메탈 백은 형광막(3)의 내면에 필밍 가공하고 나서 Al을 진공 증착하여 작성한다. 그 후, 열처리하여 필밍제를 제거하여 제작한다.

본 발명에 의해 전계 방출형 디스플레이 장치에서는 종래의 형광막을 이용하는 경우에 비해 그 휘도 수명이 10% 향상되었다.

(실시예17) MIM 전자원 디스플레이 장치 14

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에 청색 형광체로 평균 입경 6μm의 ZnS:Ag, Al 형광체와 평균 입경 3μm의 ZnS:Ag, Cl 소립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 형광막, 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예16)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 수명은 (실시예16)과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예18) MIM 전자원 디스플레이 장치 15

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에 녹색 형광체로 평균 입경 4μm의 ZnS:Cu, Al 형광체와 평균 입경 2μm의 ZnS:Cu, Al 소립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 형광막, 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예16)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 수명은 (실시예16)과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예19) MIM 전자원 디스플레이 장치 16

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에 녹색 형광체로 평균 입경 6μm의 Y₂SiO₅:Tb 형광체와 평균 입경 3μm의 ZnS:Cu, Al 소립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 형광막, 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예16)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 수명은 (실시예16)과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예20) MIM 전자원 디스플레이 장치 17

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에 녹색 형광체로 평균 입경 8μm의 Y₃(Al, Ga)₅O₁₂:Tb 형광체와 평균 입경 4μm의 ZnS:Cu, Al 소립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 형광막, 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예16)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 수명은 (실시예16)과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예21) MIM 전자원 디스플레이 장치 18

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에 적색 형광체로 평균 입경 4μm의 Y₂O₂S:Eu 형광체와 평균 입경 2μm의 Y₂O₂S:Eu 소립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 형광막, 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예16)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 수명은 (실시예16)과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예22) MIM 전자원 디스플레이 장치 19

본 발명의 MIM형 전자원 디스플레이 장치를 도14에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에 적색 형광체로 평균 입경 8μm의 Y₂O₃:Eu 형광체와 평균 입경 4μm의 Y₂O₂S:Eu 소립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 형광막, 도전성 물질, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예16)과 동일하다. 본 발명에 의한 휘도 수명은 (실시예16)과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예23) Spindt 전자원 디스플레이 장치 4

본 발명의 Spindt형 전자원 디스플레이 장치를 도15에 도시하였다. Spindt형 전자원 디스플레이 장치(19)는 페이스 플레이트(2), Spindt 전자원(18), 리어 플레이트(7)로 구성되어 있으며, Spindt형 전자원(18)은 음극(13), 저항막(14), 절연막(15), 게이트(16), 원추형 금속(Mo 등)(17)으로 형성되어 있다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에 청색 형광체로 평균 입경 8μm의 ZnS:Ag, Al 형광체와 평균 입경 4μm의 ZnS:Ag, Al 소립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 형광막, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예16)과 동일하다. 본 발명에 따른 휘도 수명은 (실시예16)과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예24) Spindt 전자원 디스플레이 장치 5

본 발명의 Spindt형 전자원 디스플레이 장치를 도15에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에 녹색 형광체로 평균 입경 6μm의 ZnS:Cu, Al 형광체와 평균 입경 3μm의 Y₂SiO₅:Tb 소립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 형광막, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예16)과 동일하다. 본 발명에 따른 휘도 수명은 (실시예16)과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예25) Spindt 전자원 디스플레이 장치 6

본 발명의 Spindt형 전자원 디스플레이 장치를 도15에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에 적색 형광체로 평균 입경 6μm의 Y₂O₂S:Eu 형광체와 평균 입경 3μm의 Y₂O₂S:Eu 소립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 형광막, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예16)과 동일하다. 본 발명에 따른 휘도 수명은 (실시예16)과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예26) 카본 나노튜브 전자원 디스플레이 장치 1

본 발명의 카본 나노튜브형 전자원 디스플레이 장치를 도16에 도시하였다. 카본 나노튜브형 전자원 디스플레이 장치(23)는 페이스 플레이트(2), 카본 나노튜브 전자원(22), 리어 플레이트(7)로 구성되어 있으며, 카본 나노튜브형 전자원(22)은 전극(20), 카본 나노튜브층(21)으로 형성되어 있다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에 청색 형광체로 평균 입경 8μm의 ZnS:Ag, Al 형광체와 평균 입경 4μm의 ZnS:Ag, Cl 소립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 형광막, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예16)과 동일하다. 본 발명에 따른 휘도 수명은 (실시예16)과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예27) 카본 나노튜브 전자원 디스플레이 장치 2

본 발명의 카본 나노튜브형 전자원 디스플레이 장치를 도16에 도시하였다.특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에 녹색 형광체로 평균 입경 6μm의 ZnS:Cu, Al 형광체와 평균 입경 3μm의 Y₂SiO₅:Tb 소립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 형광막, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예16)과 동일하다. 본 발명에 따른 휘도 수명은 (실시예16)과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예28) 카본 나노튜브 전자원 디스플레이 장치 3

본 발명의 카본 나노튜브형 전자원 디스플레이 장치를 도16에 도시하였다. 특히, 페이스 플레이트(2)의 내측에 적색 형광체로 평균 입경 6μm의 Y₂O₂S:Eu 형광체와 평균 입경 3μm의 Y₂O₃:Eu 소립자 형광체를 혼합한 형광막(3)이 형성되어 있다. 형광막, 흑색 도전재 및 메탈 백의 형성 방법은 (실시예16)과 동일하다. 본 발명에 따른 휘도 수명은 (실시예16)과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예29) 투사형 브라운관 1

본 발명의 투사형 브라운관의 페이스 플레이트 내면에 녹색 형광체로 평균 입경 8μm의 Y₂SiO₅:Tb 형광체와 평균 입경 4μm의 Y₂SiO₅:Tb 소립자 형광체를 혼합한 형광막이 형성되어 있다. 형광막의 제작 방법은 (실시예4)와 동일한 침강 도포법으로 수행하였다. 본 발명에 따른 휘도 수명은 (실시예16)과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예30) 투사형 브라운관 2

본 발명의 투사형 브라운관의 페이스 플레이트 내면에 청색 형광체로 평균 입경 12μm의 ZnS:Ag, Al 형광체와 평균 입경 6μm의 ZnS:Ag, Al 소립자 형광체를혼합한 형광막이 형성되어 있다. 형광막의 제작 방법은 (실시예4)와 동일한 침강 도포법으로 수행하였다. 본 발명에 따른 휘도 수명은 (실시예16)과 마찬가지로 양호하였다.

(실시예31) 투사형 브라운관 3

본 발명의 투사형 브라운관의 페이스 플레이트 내면에 적색 형광체로 평균 입경 8μm의 Y₂O₃:Eu 형광체와 평균 입경 4μm의 Y₂O₃:Eu 소립자 형광체를 혼합한 형광막이 형성되어 있다. 형광막의 제작 방법은 (실시예4)와 동일한 침강 도포법으로 수행하였다. 본 발명에 따른 휘도 수명은 (실시예16)과 마찬가지로 양호하였다.

본 발명의 전계 방출형 디스플레이 장치 및 투사형 브라운관은 혼합된 미립자 형광체가 주된 형광체의 극간에 삽입되어 형광체간의 접촉을 증가시켜 형광막 전체의 저항을 억제하고, 또한 형광체의 충전 밀도가 높아지며 형광체 전체의 표면적이 증가하여 전류 밀도가 저감됨에 따라 장치의 장수명화, 고휘도화, 형광막의 늘어붙음의 개선을 실현할 수 있다.

Claims

형광막이 형성된 페이스 플레이트와 상기 형광막에 전자선을 조사하는 수단을 구비하는 전계 방출형 디스플레이 장치로, 상기 형광막이 주된 형광체와 평균 입경이 주된 형광체의 1/2보다 작은 미립자 형광체를 혼합한 형광체로 구성된 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
형광막이 형성된 페이스 플레이트와 상기 형광막에 전자선을 조사하는 수단을 구비하는 전계 방출형 디스플레이 장치로, 상기 형광막이 평균 입경 A의 주된 형광체와 상기 주된 형광체에 대하여 평균 입경 B가 0.16A≤B≤0.28A로 나타내어지는 미립자 형광체를 혼합한 형광체로 구성된 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 주된 형광체에 대하여 상기 미립자 형광체를 2 내지 50 중량% 혼합한 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 주된 형광체와 혼합되는 상기 미립자 형광체가 동일 조성인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 주된 형광체가 황화물계 형광체이며, 혼합되는 상기 미립자 형광체는 산화물계 형광체인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제5항에 있어서, 상기 주된 형광체가 ZnS:Ag 형광체이며, 혼합되는 상기 미립자 형광체는 YsSi05:Ce, (Y, Gd)2SiO5:Ce, ZnGa204, CaMgSi206:Eu, Sr3MgSi208:Eu, Sr5(PO4)3Cl:Eu, YNbO4:Bi 형광체중 어느 한 종류 혹은 복수 종류의 형광체인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제5항에 있어서, 상기 주된 형광체가 Y202S:Eu 형광체이며, 혼합되는 상기 미립자 형광체는 Y203:Eu, SrTi03:Pr, Sn02:Eu, SrIn204:Pr 형광체중 어느 한 종류 혹은 복수 종류의 형광체인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제2항에 있어서, 상기 주된 형광체가 산화물계 형광체이며, 혼합되는 상기 미립자 형광체는 황화물계 형광체인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 주된 형광체가 YsSi05:Tb, (Y, Gd)2Si05:Tb, Y3(Al, Ga)5012:Tb, (Y, Gd)3(Al, Ga)5012:Tb, ZnGa204:Mn, Zn(Ga, Al)204:Mn, ZnO:Zn 형광체중 어느 한 종류 혹은 복수 종류의 형광체이며, 혼합되는 상기 미립자 형광체는 ZnS:Cu, ZnS:Cu, Au 형광체중 어느 한 종류 혹은 복수 종류의 형광체인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 주된 형광체가 Y203:Eu, SrTi03:Pr 형광체중 어느 한종류 혹은 복수 종류의 형광체이며, 혼합되는 상기 미립자 형광체는 Y202S:Eu 형광체인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
형광막이 형성된 페이스 플레이트와 상기 형광막에 전자선을 조사하는 수단을 구비하는 전계 방출형 디스플레이 장치로, 상기 형광막이 평균 입경 A의 주된 형광체와 평균 입경 B의 미립자 형광체를 혼합한 형광체로 구성되는 경우에 입경 B의 위치의 체적이 정류 분포 곡선보다 2 내지 50 체적% 큰 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 형광막이 평균 입경 A의 주된 형광체와 평균 입경 B의 상기 미립자 형광체를 혼합한 형광체로 구성되는 경우에 입경 B의 위치의 체적이 정규 분포 곡선보다 6 내지 12 체적% 큰 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 주된 형광체에 대하여 상기 미립자 형광체가 5 내지 50 중량% 혼합된 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 주된 형광체와 혼합되는 상기 미립자 형광체가 동일 조성인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 주된 형광체가 황화물계 형광체이며, 혼합되는 상기미립자 형광체는 산화물계 형광체인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 주된 형광체가 ZnS:Ag 형광체이며, 혼합되는 상기 미립자 형광체는 YsSi05:Ce, (Y, Gd)2SiO5:Ce, ZnGa204, CaMgSi206:Eu, Sr3MgSi208:Eu, Sr5(PO4)3Cl:Eu, YNbO4:Bi 형광체중 어느 한 종류 혹은 복수 종류의 형광체인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 주된 형광체가 Y202S:Eu 형광체이며, 혼합되는 상기 미립자 형광체는 Y203:Eu, SrTi03:Pr, Sn02:Eu, SrIn204:Pr 형광체중 어느 한 종류 혹은 복수 종류의 형광체인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제11항에 있어서, 상기 주된 형광체가 산화물계 형광체이며, 혼합되는 상기 미립자 형광체는 황화물계 형광체인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제18항에 있어서, 상기 주된 형광체가 YsSi05:Tb, (Y, Gd)2Si05:Tb, Y3(Al, Ga)5012:Tb, (Y, Gd)3(Al, Ga)5012:Tb, ZnGa204:Mn, Zn(Ga, Al)204:Mn, ZnO:Zn 형광체중 어느 한 종류 혹은 복수 종류의 형광체이며, 혼합되는 상기 미립자 형광체는 ZnS:Cu, ZnS:Cu, Au 형광체중 어느 한 종류 혹은 복수 종류의 형광체인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제18항에 있어서, 상기 주된 형광체가 Y203:Eu, SrTi03:Pr 형광체중 어느 한 종류 혹은 복수 종류의 형광체이며, 혼합되는 상기 미립자 형광체는 Y202S:Eu 형광체인 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
형광막이 형성된 페이스 플레이트와 상기 형광막에 전자선을 조사하는 수단을 구비하는 투사형 브라운관으로, 상기 형광막이 주된 형광체에 대하여 평균 입경이 작은 소립자 형광체를 5중량% 이상 70중량% 이하의 범위로 혼합한 것을 특징으로 하는 형광막을 구비하는 화상 표시 장치.
형광막이 형성된 페이스 플레이트와 상기 형광막에 전자선을 조사하는 수단을 구비하는 투사형 브라운관으로, 상기 형광막이 주된 형광체에 대하여 평균 입경이 작은 소립자 형광체를 10중량% 이상 40중량% 이하의 범위로 혼합한 것을 특징으로 하는 형광막을 구비하는 화상 표시 장치.
형광막이 형성된 페이스 플레이트와 상기 형광막에 전자선을 조사하는 수단을 구비하는 전계 방출형 디스플레이 장치로, 상기 형광막이 주된 형광체에 대하여 평균 입경이 작은 소립자 형광체를 5중량% 이상 70중량% 이하의 범위로 혼합한 것을 특징으로 하는 형광막을 구비하는 화상 표시 장치.
형광막이 형성된 페이스 플레이트와 상기 형광막에 전자선을 조사하는 수단을 구비하는 전계 방출형 디스플레이 장치로, 상기 형광막이 주된 형광체에 대하여 평균 입경이 작은 소립자 형광체를 10중량% 이상 40중량% 이하의 범위로 혼합한 것을 특징으로 하는 형광막을 구비하는 화상 표시 장치.