JP2000223042A - 電界放出形表示装置 - Google Patents

電界放出形表示装置

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JP2000223042A
JP2000223042A JP11022193A JP2219399A JP2000223042A JP 2000223042 A JP2000223042 A JP 2000223042A JP 11022193 A JP11022193 A JP 11022193A JP 2219399 A JP2219399 A JP 2219399A JP 2000223042 A JP2000223042 A JP 2000223042A
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JP
Japan
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phosphor
field emission
flux
fed
phosphors
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JP11022193A
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English (en)
Inventor
Junko Suda
順子 須田
Fumiaki Kataoka
文昭 片岡
Kiyoshi Tamura
清 田村
Hitoshi Toki
均 土岐
Yuji Nomura
裕司 野村
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Futaba Corp
Original Assignee
Futaba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】FEDのエミッション低下を防止する。 【構成】蛍光体に付着している不純物から出る水分がF
EDのエミッションを低下させる。不純物の由来は例え
ば製造時に使用するフラックス残渣であり、アルカリ土
類金属等の元素が数十PPMから数百PPMも検出され
る。R(赤):Y 2 3 :Eu、G(緑):Y3 (Al
0.6 Ga0.4 5 12:Tb、B(青):Y2 Si
5 :Ceの各色に発光する3種類の蛍光体を用いてF
EDを製作した。これらR、G、Bの各蛍光体はフラッ
クスを用いて通常の製造方法で作製し、硝酸、酢酸等で
洗浄してフラックスを含む不純物を極力除去した。不純
物の含有量は10ppm以下である。残渣を減少させた
蛍光体を用いれば、FEDにおけるエミッションの劣化
は少ない。市販されている蛍光体を用いて作製したFE
Dに比べ、本例はガス放出量が半分程度になる。本願の
FEDは、前述した比較1、2のFEDに比べ、寿命が
長い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガス吸着の少ない
蛍光体を備えたFEDに関する。
【0002】
【従来の技術】FED(Field Emission Display)は、内
部が高真空状態とされた薄型パネル状の外囲器を有して
いる。この外囲器は、微小な間隔をおいて一対の基板を
対面させ、両基板の各外周の間にスペーサ部材を設けて
封着した構造となっている。この外囲器において、対向
している一対の基板の一方の内面には、陽極導体と、該
陽極導体の表面に設けられた蛍光体層からなる陽極が設
けられている。また、これに対向する他方の基板の内面
には、電界放出形陰極が設けられている。電界放出形陰
極は、他方の基板の内面に設けられた陰極導体と、陰極
導体に設けられたエミッタと、エミッタの先端に近接し
て設けられたゲート電極とを有している。
【0003】前記FEDにおいては、陽極と電界放出形
陰極の間隔が例えば0.2mmと狭く、蛍光体層と電界
放出形陰極が直接対峙しているため電界放出形陰極は蛍
光体層からの影響を非常に受けやすい。
【0004】蛍光体層に種々の蛍光体を用いて電界放出
形陰極への影響を調べたところ、エミッションの維持率
ではZnO:Znが最も良好であり、また通常のフルカ
ラー用として使用されている蛍光体では、陰極のエミッ
ションに何らかの悪影響を与えていることがわかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】通常のフルカラー用の
蛍光体が素子のエミッションに影響を与える原因を調査
したところ、これらの蛍光体ではZnO:Znに比べて
通電時にガス放出、特にH2 Oの放出が多いことが判明
した。これらフルカラー用に使用した蛍光体の何が原因
で水分を放出するのかは良く分かっておらず、またこの
ような現象はいままで報告されてもいない。
【0006】本発明は、従来、特にフルカラー用のFE
Dにおいて使用されていた蛍光体が水分を放出しやすい
原因を究明し、これの対策を講じてFEDにおいてエミ
ッションが低下しないようにすることを目的としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載された電
界放出形表示装置は、蛍光体層を有する陽極と電界放出
形陰極とを、内部が高真空状態である外囲器の内部に対
面するように配置した電界放出形表示装置において、前
記蛍光体層を構成する蛍光体が、蛍光体組成物以外の元
素含有量が10ppm以下とされた蛍光体であることを
特徴としている。
【0008】請求項2に記載された電界放出形表示装置
は、請求項1記載の電界放出形表示装置において、蛍光
体組成物以外の前記元素が、アルカリ元素とアルカリ土
類元素から選ばれた元素であることを特徴としている。
【0009】請求項3に記載された電界放出形表示装置
は、請求項1記載の電界放出形表示装置において、前記
陽極には、少なくとも赤、緑、青の各色を発光色とする
3種類以上の蛍光体が塗布されていることを特徴として
いる。
【0010】請求項4に記載された電界放出形表示装置
は、請求項1記載の電界放出形表示装置において、前記
陽極と前記電界放出形陰極との間隔が2mm以下であ
り、2kV以下の駆動電圧で使用されることを特徴とし
ている。
【0011】
【発明の実施の形態】本願発明者等による分析調査の結
果によれば、前述の水分は蛍光体自体が吸蔵するという
よりも、蛍光体に付着している不純物が原因と考えられ
る。本願発明者等は、水分を吸蔵しやすい物質として蛍
光体の製造に使用されているフラックスに着目し、この
観点に立って対策を講じた。
【0012】蛍光体をICPで分析したところ、通常の
蛍光体には組成物質以外にフラックス残渣と考えられる
アルカリ、アルカリ土類金属の元素が数十PPMから多
いもので数百PPMも検出された。このため、本願発明
者等は、蛍光体に残存するこれら残渣が水分吸着の原因
であると判断した。そして、かかる残渣を減少させた蛍
光体を作製してエミッションへの影響を調査し、これら
残渣が少ないほどFEDにおけるエミッションの劣化が
少ないことを確認した。
【0013】
【実施例】(1) 実施例1 R(赤)、G(緑)、B(青)の各色に発光する3種類
の蛍光体を用いたフルカラーグラフィック表示のFED
を製作した。まず図1を参照してFEDの構造を説明す
る。
【0014】図1に示すように、この電界放出形表示装
置1は、所定間隔をおいて対面する陰極基板2と陽極基
板3を有している。図1には示されていないが、陰極基
板2と陽極基板3の外周部の間にはスペーサ部材が設け
られて両基板を封着しており、全体として薄型パネル状
(略板状)の外囲器4が構成されている。外囲器4の内
部は高真空状態に排気されている。
【0015】陰極基板2の内面には、電界放出形陰極5
が形成されている。陰極基板2の内面には、陰極導体6
が形成されている。陰極導体6の上には絶縁層7が形成
されている。絶縁層7の上にはゲート電極8が形成され
ている。ゲート電極8と絶縁層7には、陰極導体6に達
する孔9が形成されている。孔9の底に露出した陰極導
体6の上にはコーン形状のエミッタ10が形成されてい
る。本例では、陰極導体6とゲート電極8はそれぞれス
トライプ状であり、互いに交差してマトリクスを構成し
ている。
【0016】陽極基板3の内面には、陽極11が形成さ
れている。陽極基板3の内面には透光性と導電性をを有
する陽極導体12が形成されている。陽極導体12は、
例えばITOによって構成することができる。本例の陽
極導体12は、陰極導体6と平行なストライプ状となっ
ている。ストライプ状の陽極導体12の上には、R
(赤)G(緑)B(青)の各色に発光する3種類の蛍光
体からなる蛍光体層13がそれぞれ所定の順序で被着・
形成されている。
【0017】陰極導体又はゲート電極の一方に走査信号
を与え、これに同期して他方に表示信号を加える。陰極
導体とゲート電極に選択されたマトリクスの交点にある
エミッタから電子が放出され、各色ごとに所定の順序で
繰り返して走査されている陽極の対向する部分に射突し
て蛍光体層を所定の色で発光させる。蛍光体層の発光
は、透光性の陽極導体と陽極基板を会して陽極基板の外
側から観察される。
【0018】さて、本例においては、前記各色の蛍光体
は、R(赤):Y2 3 :Eu、G(緑):Y3 (Al
0.6 Ga0.4 5 12:Tb、B(青):Y2 Si
5 :Ceである。これらR、G、Bの各蛍光体は、フ
ラックスを用いた通常の製造方法で作製した後に、これ
を硝酸、酢酸等で充分に洗浄してフラックスを含む不純
物を極力除去したものである。
【0019】ちなみに、これら蛍光体をICPで分析し
たところ以下の不純物が確認された。いずれも不純物の
含有量は10ppm以下である。 R;Ba 2ppm G;Sr 5ppm B;Ba 1ppm
【0020】また、比較用(比較1)として、R(赤)
の蛍光体のみに、市販されている試料を用いて同様にF
EDを作製した。この時のRの不純物はBaが100p
pm残留していた。
【0021】また、同時に、比較用(比較2)として、
G(緑)の蛍光体のみに、市販されている試料を用いて
同様にFEDを作製した。この時のGの不純物はSrが
80ppm残留していた。
【0022】前記各FEDにおける各蛍光体からの放出
ガスの量を、TDSと呼ばれる真空中昇温脱離ガス分析
装置で調べたところ、本実施例の洗浄された蛍光体から
の放出ガス量が他に比べて低いことが確認できた。以下
に市販品の蛍光体からのガス放出量を100としたとき
の本願の蛍光体からのガス放出量の値を示す。
【0023】R(赤)蛍光体の市販品のガス放出量10
0に対し、本実施例のR(赤)蛍光体のガス放出量は4
0。
【0024】G(緑)蛍光体の市販品のガス放出量10
0に対し、本実施例のG(緑)蛍光体のガス放出量は5
0。
【0025】B(青)蛍光体の市販品のガス放出量10
0に対し、本実施例のB(青)蛍光体のガス放出量は6
0。
【0026】図2は、本実施例のFED(本願)と、前
述した比較1、2のFEDについて行った寿命試験の結
果を示すグラフである。本願のFEDは、RGBの各蛍
光体に含まれる不純物の残渣が10ppm以下と十分に
少ないので、輝度の劣化が少なく、寿命が長い。比較
1、2のようにR,G,Bのどれか一つでも高い濃度で
不純物残渣を含む蛍光体を用いると、FED素子の信頼
性が損なわれることが分かる。
【0027】(2) 実施例2 実施例1と同じ蛍光体で、原料の硝酸塩の水溶液を作
り、これに尿素(又はアンモニア)を添加して水酸化物
で共沈させ(共沈法)、これを焼成して酸化物の蛍光体
に合成した。フラックスは使用しなかった。R,G,B
の各蛍光体は別々に合成した。この時の不純物は、R,
G,Bとも検出限界以下であった。これを用いたFED
を作成し、同様にして評価したところ、寿命試験100
0時間後でも輝度残存率は90%以上であり良好な結果
が得られた。
【0028】(3) 実施例3 実施例1でRの洗浄強度を変化させて不純物の量を10
ppm,20ppm,50ppmにしたものを用いた。
同様に評価したところ寿命試験1000時間で約10p
pm=70%、20ppm=50%、50ppm=30
%の残存率であった。
【0029】(4) 実施例4 上記蛍光体以外にR(赤)の蛍光体としてSrTi
3 :Prを用いた。この時の不純物を調査した結果、
構成元素以外は検出されなかった。同様にして評価した
ところ寿命試験1000時間で85%の残存率であっ
た。
【0030】(5) 実施例5 同様にGにZnGa2 4 :Mnを用いた。この蛍光体
は通常NaClをフラックスに使用して製造する。この
蛍光体は通常ではNaが100ppm検出されるが、洗
浄により2ppmまで減少させた試料を用いた。また、
比較用として通常品も用いた。同様に評価したところ本
願試料では寿命試験1000時間後の90%の残存率に
対し、比較品は40%であった。
【0031】以上の各実施例からわかるように、蛍光体
に含まれる不純物の量を制御することにより、蛍光体自
体が吸蔵するガス、特に水分を減少させることができ、
これによって寿命特性の良好なFEDを得ることができ
る。
【0032】前記実施例で説明した蛍光体以外の蛍光体
でも、蛍光体を構成する材料以外の成分、特に水分を吸
蔵しやすい不純物を含まない蛍光体材料であれば、FE
Dのエミッション特性に悪影響を与えず信頼性の良好な
FEDを提供できることは言うまでもない。
【0033】また、本例で使用可能な蛍光体としては、
洗浄した蛍光体試料と共沈法で製造した蛍光体試料を示
したが、これ以外の合成法(製法)乃至処理法でも、最
終的に得られる蛍光体に本来の組成以外の成分が混在し
ないような方法であれば採用しうる。例えば水熱法など
で合成した蛍光体でも本発明のFEDの蛍光体として使
用可能である。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、蛍光体に含まれる不純
物の量を10ppm以下に制御したので、蛍光体自体に
吸蔵されているガス、特に水分を減少させることがで
き、これによって寿命特性を従来よりも改善した信頼性
の高い電界放出形表示装置を提供できる。特に、従来不
十分であったフルカラーのFEDの信頼性を改善するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例であるFEDの断面図である。
【図2】実施例のFED(本願)と、比較例のFED
(比較1、比較2)の寿命試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
1…電界放出形表示装置(FED)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01J 29/18 H01J 29/18 C 31/12 31/12 C (72)発明者 田村 清 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 (72)発明者 土岐 均 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 (72)発明者 野村 裕司 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 Fターム(参考) 4H001 CA01 XA08 XA13 XA14 XA22 XA30 XA31 XA38 XA39 YA25 YA58 YA59 YA63 YA65 5C036 EE01 EF01 EF06 EF09 EG36 EH12 EH22

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蛍光体層を有する陽極と電界放出形陰極
    とを、内部が高真空状態である外囲器の内部に対面する
    ように配置した電界放出形表示装置において、 前記蛍光体層を構成する蛍光体が、蛍光体組成物以外の
    元素含有量が10ppm以下とされた蛍光体であること
    を特徴とする電界放出形表示装置。
  2. 【請求項2】 蛍光体組成物以外の前記元素が、アルカ
    リ元素とアルカリ土類元素から選ばれた元素であること
    を特徴とする請求項1記載の電界放出形表示装置。
  3. 【請求項3】 前記陽極には、少なくとも赤、緑、青の
    各色を発光色とする3種類以上の蛍光体が塗布されてい
    ることを特徴とする請求項1記載の電界放出形表示装
    置。
  4. 【請求項4】 前記陽極と前記電界放出形陰極との間隔
    が2mm以下であり、2kV以下の駆動電圧で使用され
    ることを特徴とする請求項1記載の電界放出形表示装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006080539A1 (ja) * 2005-01-27 2006-08-03 National Institute For Materials Science 蛍光体とその製造方法および発光器具

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006080539A1 (ja) * 2005-01-27 2006-08-03 National Institute For Materials Science 蛍光体とその製造方法および発光器具
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