JP2001266768A - Surface emission plate, method of producing plane luminescent plate, flat crt display, and field emission display - Google Patents
Surface emission plate, method of producing plane luminescent plate, flat crt display, and field emission displayInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、平面発光板、平面
発光板の製造方法、この平面発光板を用いた平面ブラウ
ン管ディスプレイ、フィールドエミッションディスプレ
イに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat light-emitting plate, a method for manufacturing a flat light-emitting plate, a flat-panel CRT display using the flat light-emitting plate, and a field emission display.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、情報化社会の進展に伴って、各種
のディスプレイが開発されているが、なかでも平面ブラ
ウン管ディスプレイ、フィールドエミッションディスプ
レイのような平面型のディスプレイが注目されている。
そしてこれらの平面ブラウン管ディスプレイやフィール
ドエミッションディスプレイなどの発光面に使用される
平面発光板は、例えば図5に示すような構成に形成され
ている。2. Description of the Related Art In recent years, various displays have been developed with the progress of the information-oriented society. Among them, flat displays such as a flat-panel CRT display and a field emission display have been receiving attention.
The flat light-emitting plate used for the light-emitting surface of such a flat-panel CRT display or field emission display is formed, for example, in a configuration as shown in FIG.
【0003】すなわち図5の平面発光板Aは、ガラス板
1の片側の表面に透明な電極2を積層すると共にさらに
電極2の表面に蛍光体で形成される発光層3を積層して
形成してある。そしてこの平面発光板Aを電子線源5に
対向させて配置し、電極2と電子線源5の間に電圧を印
加すると共に、電子線源5から電子線を放出させると、
電子線はアノード電極となる電極2に引かれて発光層3
に照射され、発光層3が電子線励起発光する。このよう
に発光層3で発光した光は電極2を通してガラス板1の
表面から出射し、ディスプレイとしての機能が発揮され
るものである。That is, the flat light emitting plate A shown in FIG. 5 is formed by laminating a transparent electrode 2 on one surface of a glass plate 1 and further laminating a light emitting layer 3 made of a phosphor on the surface of the electrode 2. It is. When the flat light-emitting plate A is disposed so as to face the electron beam source 5, a voltage is applied between the electrode 2 and the electron beam source 5, and an electron beam is emitted from the electron beam source 5.
The electron beam is drawn by the electrode 2 serving as the anode electrode, and the light emitting layer 3
And the light-emitting layer 3 emits light by excitation with an electron beam. The light emitted from the light-emitting layer 3 is emitted from the surface of the glass plate 1 through the electrode 2 so that the function as a display is exhibited.
【0004】ここで、平面発光板Aの内部で発生した光
が平面発光板Aの表面から外部へ取り出される取り出し
率ηは、古典光学の法則により、屈折率nの媒体中から
屈折率1.0の空気中に出射される際の全反射の臨界角
θcで決まる。屈折の法則からこの臨界角θcは次の式
(1)で与えられる。Here, the extraction rate η at which light generated inside the flat light emitting plate A is extracted from the surface of the flat light emitting plate A to the outside is determined according to the law of classical optics from a medium having a refractive index n of 1. 0 is determined by the critical angle θc of total reflection when emitted into the air of 0. From the law of refraction, this critical angle θc is given by the following equation (1).
【0005】sinθc=1/n (1) そして取り出し率ηは、屈折率nの媒体から空気中へ通
過する光量と発生した全光量(媒体と空気の界面で全反
射される光量と空気中へ通過する光量の和)の比から次
の式(2)で求められる。Sin θc = 1 / n (1) The extraction rate η is determined by the amount of light passing from the medium having the refractive index n into the air and the total amount of light generated (the amount of light totally reflected at the interface between the medium and air and the amount of light From the ratio of (the sum of the amounts of passing light), it can be obtained by the following equation (2).
【0006】η=1−(n2−1)1/2/n (2) 尚、媒体の屈折率nが1.5より大きい場合には次の近
似式(3)を用いることができるが、媒体の屈折率nが
1.00に極めて近い場合は上記の式(2)を用いる必
要がある。Η = 1− (n 2 −1) 1/2 / n (2) When the refractive index n of the medium is larger than 1.5, the following approximate expression (3) can be used. When the refractive index n of the medium is very close to 1.00, it is necessary to use the above equation (2).
【0007】η=1/(2n2) (3) ここで、平面発光板Aにおいて発光層3や電極2の厚み
は光の波長より短いので、ガラス板1の屈折率が主とし
て取り出し率ηに寄与することになる。そしてガラスの
屈折率nは一般に1.5〜1.6程度であるので、
(3)式から、取り出し率ηは約0.2(約20%)に
なる。残りの約80%はガラス板1と空気の界面の全反
射によって導波光として失われているものである。Η = 1 / (2n 2 ) (3) Here, since the thickness of the light emitting layer 3 and the electrode 2 in the flat light emitting plate A is shorter than the wavelength of light, the refractive index of the glass plate 1 is mainly determined by the extraction efficiency η. Will contribute. And since the refractive index n of glass is generally about 1.5 to 1.6,
From the equation (3), the takeout rate η is about 0.2 (about 20%). The remaining 80% is lost as guided light due to total reflection at the interface between the glass plate 1 and air.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】このように、平面発光
板Aは発光層3の発光をガラス板1の表面から大気中に
取り出す取り出し率が低く、表面の輝度が低くなって暗
いという問題を有するものであった。As described above, the flat light-emitting plate A has a problem that the light emission of the light-emitting layer 3 from the surface of the glass plate 1 to the atmosphere is low and the luminance of the surface is low, resulting in darkness. Had.
【0009】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、光を外部に取り出す取り出し率が高く、表面の輝
度が高い平面発光板及び平面発光板の製造方法を提供す
ることを目的とするものであり、またこのような平面発
光板を用いた明るい平面ブラウン管ディスプレイ及びフ
ィールドエミッションディスプレイを提供することを目
的とするものである。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a flat light emitting plate having a high light extraction rate and a high surface luminance and a method of manufacturing the flat light emitting plate. It is another object of the present invention to provide a bright flat-panel CRT display and a field emission display using such a flat light-emitting plate.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
平面発光板は、ガラス板1上に電極2及び電子線が照射
されることによって発光する発光層3を設けて形成さ
れ、ガラス板1と発光層3の間にエアロゲル薄膜4が設
けられていることを特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a flat light emitting plate which is formed by providing an electrode and a light emitting layer which emits light when irradiated with an electron beam on a glass plate. An airgel thin film 4 is provided between the plate 1 and the light emitting layer 3.
【0011】また請求項2の発明は、ガラス板1上に透
明電極2aと発光層3をこの順に設けて形成され、ガラ
ス板1と透明電極2aの間にエアロゲル薄膜4が設けら
れていることを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, a transparent electrode 2a and a light emitting layer 3 are provided on a glass plate 1 in this order, and an airgel thin film 4 is provided between the glass plate 1 and the transparent electrode 2a. It is characterized by the following.
【0012】また請求項3の発明は、ガラス板1上に透
明電極2aと発光層3をこの順に設けて形成され、透明
電極2aと発光層3の間にエアロゲル薄膜4が設けられ
ていることを特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, a transparent electrode 2a and a light emitting layer 3 are provided on a glass plate 1 in this order, and an airgel thin film 4 is provided between the transparent electrode 2a and the light emitting layer 3. It is characterized by the following.
【0013】また請求項4の発明は、ガラス板1上に発
光層3と金属電極2bをこの順に設けて形成され、ガラ
ス板1と発光層3の間にエアロゲル薄膜4が設けられて
いることを特徴とするものである。According to a fourth aspect of the present invention, a light emitting layer 3 and a metal electrode 2b are provided in this order on a glass plate 1, and an airgel thin film 4 is provided between the glass plate 1 and the light emitting layer 3. It is characterized by the following.
【0014】本発明の請求項5に係る平面発光板は、ガ
ラス板1上に電極2及び電子線が照射されることによっ
て発光する発光層3を設けて形成され、発光層3が蛍光
体粒子を分散又は担持させたエアロゲル薄膜4で形成さ
れていることを特徴とするものである。A flat light emitting plate according to a fifth aspect of the present invention is formed by providing an electrode 2 and a light emitting layer 3 that emits light when irradiated with an electron beam on a glass plate 1, and the light emitting layer 3 is formed of phosphor particles. Is formed of an airgel thin film 4 in which is dispersed or carried.
【0015】本発明の請求項6に係る平面発光板の製造
方法は、上記の請求項2に記載の平面発光板を製造する
にあたって、ガラス板1上にアルコキシシラン溶液の塗
布及び乾燥によってシリカエアロゲル薄膜4を形成した
後、その上に気相法により透明導電膜を形成して透明電
極2aを設け、さらにその上に発光層3を形成すること
を特徴とするものである。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a flat light emitting plate according to the second aspect of the present invention, wherein a silica airgel is formed by applying and drying an alkoxysilane solution on a glass plate 1 when manufacturing the flat light emitting plate. After the thin film 4 is formed, a transparent conductive film is formed thereon by a vapor phase method to provide a transparent electrode 2a, and the light emitting layer 3 is further formed thereon.
【0016】本発明の請求項7に係る平面発光板の製造
方法は、上記の請求項3に記載の平面発光板を製造する
にあたって、ガラス板1上に透明導電膜を形成して透明
電極2aを設け、その上にアルコキシシラン溶液の塗布
及び乾燥によってシリカエアロゲル薄膜4を形成した
後、さらにその上に発光層3を形成することを特徴とす
るものである。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a flat light emitting plate according to the third aspect, wherein a transparent conductive film is formed on a glass plate 1 to form a transparent electrode 2a. Is formed, and a silica airgel thin film 4 is formed thereon by applying and drying an alkoxysilane solution, and then the light emitting layer 3 is further formed thereon.
【0017】本発明の請求項8に係る平面発光板の製造
方法は、上記の請求項4に記載の平面発光板を製造する
にあたって、ガラス板1上にアルコキシシラン溶液の塗
布及び乾燥によってシリカエアロゲル薄膜4を形成し、
その上に発光層3を形成した後、さらにその上に金属薄
膜を形成して金属電極2bを設けることを特徴とするも
のである。According to the method for manufacturing a flat light emitting plate according to claim 8 of the present invention, in manufacturing the flat light emitting plate according to claim 4, silica aerogel is obtained by applying and drying an alkoxysilane solution on the glass plate 1. Forming a thin film 4,
After the light emitting layer 3 is formed thereon, a metal thin film is further formed thereon to provide the metal electrode 2b.
【0018】本発明の請求項9に係る平面ブラウン管デ
ィスプレイは、上記の請求項1乃至5のいずれかに記載
の平面発光板Aと、発光層3に電子線を照射する電子銃
5aとを具備して成ることを特徴とするものである。A flat CRT display according to a ninth aspect of the present invention includes the flat light emitting plate A according to any one of the first to fifth aspects and an electron gun 5a for irradiating the light emitting layer 3 with an electron beam. It is characterized by comprising.
【0019】本発明の請求項10に係るフィールドエミ
ッションディスプレイは、上記の請求項1乃至5のいず
れかに記載の平面発光板Aと、発光層3に電子線を照射
する電界放出電子線源5bとを具備して成ることを特徴
とするものである。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a field emission display according to any one of the first to fifth aspects, and a field emission electron beam source 5b for irradiating the light emitting layer 3 with an electron beam. Characterized by comprising:
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below.
【0021】本発明に係る平面発光板Aは、ガラス板1
の片側の表面に、電極2及び発光層3を設け、そしてガ
ラス板1と発光層3の間にエアロゲル薄膜4を設けるこ
とによって形成されるものであり、図1の実施の形態で
は、ガラス板1の片側の表面に、電極2と発光層3をこ
の順に設け、そしてガラス板1と電極2の間にエアロゲ
ル薄膜4を設けるようにしてある。この図1の実施の形
態では、電極2として透明電極2aを用いるようにして
ある。The flat light-emitting plate A according to the present invention comprises a glass plate 1
Is formed by providing an electrode 2 and a light-emitting layer 3 on one surface of the substrate, and providing an airgel thin film 4 between the glass plate 1 and the light-emitting layer 3. In the embodiment of FIG. An electrode 2 and a light emitting layer 3 are provided in this order on one surface of 1, and an airgel thin film 4 is provided between the glass plate 1 and the electrode 2. In the embodiment shown in FIG. 1, a transparent electrode 2a is used as the electrode 2.
【0022】ここで、ガラス板1は平面発光板Aの強度
を担持するガラス板1としての作用もなすものであり、
その厚みは強度を保持できるものであればよく、特に制
限されるものではない。Here, the glass plate 1 also functions as the glass plate 1 which carries the strength of the flat light emitting plate A.
The thickness is not particularly limited as long as it can maintain strength.
【0023】また、エアロゲル薄膜4はシリカエアロゲ
ルで形成されるものであり、シリカエアロゲルは透明で
且つ空気並みの屈折率を有するので、前述の式(2)か
ら得られる光の外部への取り出し率ηを1(100%)
近くまで向上させることが可能になるものである。ガラ
ス板1の表面にエアロゲル被膜4を形成するにあたって
は、ガラス板1の表面にアルコキシシラン溶液を塗布及
び乾燥することによって行なうことができる。以下にシ
リカエアロゲル薄膜4の形成について詳しく説明する。The aerogel thin film 4 is formed of silica aerogel. Since the silica aerogel is transparent and has a refractive index similar to that of air, the outgoing rate of light obtained from the above equation (2) is obtained. η is 1 (100%)
It is possible to improve to near. The formation of the airgel coating 4 on the surface of the glass plate 1 can be performed by applying and drying an alkoxysilane solution on the surface of the glass plate 1. Hereinafter, formation of the silica airgel thin film 4 will be described in detail.
【0024】本発明においてアルコキシシラン溶液は、
アルコキシシラン(シリコンアルコキシド、アルキルシ
リケートとも称される)と、アルコキシシランを加水分
解重合反応させる触媒と、水と、さらに必要に応じて溶
媒を混合して、調合することによって調製することがで
きる。In the present invention, the alkoxysilane solution is
It can be prepared by mixing and mixing an alkoxysilane (also referred to as a silicon alkoxide or an alkyl silicate), a catalyst for causing a hydrolysis polymerization reaction of the alkoxysilane, water, and, if necessary, a solvent.
【0025】上記のアルコキシシランとしては、特開平
5−279011号公報等で開示されている、シリカエ
アロゲルの原料として従来より公知の各種のものを用い
ることができるものであり、2官能アルコキシシラン、
3官能アルコキシシラン、4官能アルコキシシランがあ
る。2官能アルコキシシランとしては例えば、ジメチル
ジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェ
ニルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、
メチルフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメ
トキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジ
メトキシシラン等を、3官能アルコキシシランとしては
例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキ
シシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエト
キシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルト
リエトシキシラン等を、4官能アルコキシシランとして
は例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラ
ン等をそれぞれ挙げることができる。As the above-mentioned alkoxysilane, various kinds of conventionally known silica airgel raw materials disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-279011 can be used.
There are trifunctional alkoxysilanes and tetrafunctional alkoxysilanes. Examples of the bifunctional alkoxysilane include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane,
Methylphenyldiethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, etc., as trifunctional alkoxysilane, for example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, Examples of phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane and the like, and examples of tetrafunctional alkoxysilane include tetramethoxysilane and tetraethoxysilane.
【0026】またアルコキシシランを加水分解重合反応
させる触媒としては、アンモニア、フッ化アンモニウ
ム、水酸化ナトリウムなどの塩基性触媒を用いることが
できる。As a catalyst for the hydrolysis polymerization reaction of the alkoxysilane, a basic catalyst such as ammonia, ammonium fluoride and sodium hydroxide can be used.
【0027】さらに溶媒としては、水と相溶性を有し且
つアルコキシシランを溶解するものを用いるのが好まし
く、このような溶媒として、メタノール、エタノール、
イソプロパノール、アセトニトリルから選ばれたものを
一種あるいは複数種を混合して用いることができる。ま
たアルコキシシラン溶液中には、ポリエチレングリコー
ル、N,Nジメチルホルムアミド、ジプロピレングリコ
ールモノメチルエーテル等の低揮発性の溶媒を含有させ
てもよいが、この低揮発性溶媒の含有量が多いと、ゲル
状化合物を形成させる過程で、所望のゲル状化合物を得
ることができなくなる可能性があるので、20質量%以
内の濃度に留めておくのが好ましい。Further, it is preferable to use a solvent which is compatible with water and dissolves alkoxysilane. Examples of such a solvent include methanol, ethanol, and the like.
One selected from isopropanol and acetonitrile can be used alone or in combination of two or more. The alkoxysilane solution may contain a low volatility solvent such as polyethylene glycol, N, N dimethylformamide, dipropylene glycol monomethyl ether, etc. In the process of forming the gel-like compound, there is a possibility that a desired gel-like compound may not be obtained. Therefore, it is preferable to keep the concentration within 20% by mass.
【0028】本発明のアルコキシシラン溶液において、
アルコキシシランと、アルコキシシランの加水分解重合
反応触媒と、水と、溶媒の配合比率は、アルコキシシラ
ン100質量部に対して、アルコキシシランの加水分解
重合反応触媒を0.01〜1質量部、水を50〜200
質量部、溶媒を100〜1000質量部の範囲に設定す
るのが好ましい。In the alkoxysilane solution of the present invention,
The mixing ratio of the alkoxysilane, the hydrolysis polymerization reaction catalyst of the alkoxysilane, water, and the solvent is such that the hydrolysis polymerization reaction catalyst of the alkoxysilane is 0.01 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the alkoxysilane. 50 to 200
It is preferable to set the mass parts and the solvent in the range of 100 to 1000 parts by mass.
【0029】そしてまずこのアルコキシシラン溶液をガ
ラス板1の表面に薄くコーティングする。このガラス板
1は、アルコキシシラン溶液の濡れ性及び薄膜の密着性
を良好にする表面処理を事前に行なっておくのが望まし
い。例えば、オルトケイ酸ナトリウムを含有するアルカ
リ水溶液によるアルカリエッチング、プラズマエッチン
グ、UVオゾン照射エッチングなどのエッチングを行な
ったり、密着性付与のためのプライマーコーティング液
の塗布・乾燥を行なったりすることができる。First, the surface of the glass plate 1 is thinly coated with this alkoxysilane solution. It is desirable that the glass plate 1 be subjected to a surface treatment for improving the wettability of the alkoxysilane solution and the adhesion of the thin film in advance. For example, it is possible to perform etching such as alkali etching using an aqueous alkali solution containing sodium orthosilicate, plasma etching, UV ozone irradiation etching, or apply and dry a primer coating solution for imparting adhesion.
【0030】またガラス板1の表面にアルコキシシラン
溶液をコーティングする方法は、スピンコーティング、
ディップコーティング、バーコーティング、ロールコー
ティング、スプレーコーティングなど任意の方法を用い
ることができる。アルコキシシラン溶液の組成に起因す
る粘度、ゲル化時間、ゲル化までの特性の経時変化など
に応じて適宜の方法を採用することができるが、これら
の方法の中でも、汎用性を考慮するとスピンコーティン
グ法が最も好ましい。The method of coating the surface of the glass plate 1 with an alkoxysilane solution includes spin coating,
Any method such as dip coating, bar coating, roll coating, and spray coating can be used. Appropriate methods can be adopted according to the viscosity, gelation time, and time-dependent change in properties until gelation due to the composition of the alkoxysilane solution. Among these methods, spin coating is considered in consideration of versatility. The method is most preferred.
【0031】このようにガラス板1の表面にアルコキシ
シラン溶液をコーティングするにあたって、コーティン
グの雰囲気はアルコキシシラン溶液が含む溶媒の飽和蒸
気圧雰囲気であることが好ましい。またコーティング条
件は、アルコキシシラン溶液の粘度やゲル化時間、ガラ
ス板1の表面特性に応じて適宜選定されるものである。
例えば、アルコキシシラン溶液は調合直後からゲル化ま
での間に親油性から親水性へ変化し、また粘度は経時的
に上昇するので、ガラス板1へのコーティング開始時間
と、スピンコーティングの場合は回転数、ディップコー
ティングの場合は浸漬・引き上げ時間、バーコーティン
グの場合はバー溝のパターン、スプレーコーティングの
場合は吐出量などを、目的とする膜厚に応じて選定する
ものである。コーティング開始時間が早すぎると、ガラ
ス板1との濡れ性が悪く、均一な膜厚でシリカエアロゲ
ル薄膜を形成することが困難であり、コーティング開始
時間が遅すぎると、粘度が上昇し過ぎて、この場合もシ
リカエアロゲル薄膜の膜厚にムラが生じるおそれがあ
る。コーティング開始時間は、例えば密度0.1g/c
m3のシリカエアロゲル薄膜4を形成する場合には、ア
ルコキシシラン溶液を調合後、1〜3分の範囲であるこ
とが好ましい。In coating the surface of the glass plate 1 with the alkoxysilane solution, the coating atmosphere is preferably a saturated vapor pressure atmosphere of a solvent contained in the alkoxysilane solution. The coating conditions are appropriately selected according to the viscosity of the alkoxysilane solution, the gelation time, and the surface characteristics of the glass plate 1.
For example, the alkoxysilane solution changes from lipophilic to hydrophilic between immediately after the preparation and the gelation, and the viscosity increases with time, so that the coating start time on the glass plate 1 and the rotation in the case of spin coating are changed. The number, the dipping / pulling-up time in the case of dip coating, the pattern of the bar groove in the case of bar coating, the discharge amount in the case of spray coating, etc. are selected according to the desired film thickness. If the coating start time is too early, the wettability with the glass plate 1 is poor, and it is difficult to form a silica airgel thin film with a uniform film thickness. If the coating start time is too late, the viscosity increases too much. Also in this case, the thickness of the silica airgel thin film may be uneven. The coating start time is, for example, a density of 0.1 g / c.
When forming the silica airgel thin film 4 of m 3 , it is preferable that the mixing time is in the range of 1 to 3 minutes after the preparation of the alkoxysilane solution.
【0032】アルコキシシラン溶液のコーティング厚み
については特に制限はないが、1μm〜2mmの範囲に
設定するのが好ましい。厚みがこの範囲を超えて大きく
なると、シリカエアロゲル薄膜4は形成できるものの、
シリカエアロゲル薄膜4が形成されたガラス板1を曲げ
るなど取り扱う際にシリカエアロゲル薄膜4に表面損傷
が生じ易くなる。厚みがこの範囲を超えて小さくなる
と、コーティング雰囲気を溶媒の飽和蒸気圧雰囲気にし
ていても、ゲル状化合物からの微量の溶媒揮発によって
クラックが発生し易くなる。このクラック発生は瞬時に
起こるため、これを回避するのは実際の工程では困難で
ある。The coating thickness of the alkoxysilane solution is not particularly limited, but is preferably set in the range of 1 μm to 2 mm. When the thickness increases beyond this range, the silica airgel thin film 4 can be formed,
When the glass plate 1 on which the silica airgel thin film 4 is formed is bent or handled, the surface of the silica airgel thin film 4 is easily damaged. If the thickness is smaller than this range, cracks are likely to occur due to evaporation of a small amount of the solvent from the gel compound, even if the coating atmosphere is a saturated vapor pressure atmosphere of the solvent. Since the occurrence of the crack occurs instantaneously, it is difficult to avoid this in an actual process.
【0033】上記のようにしてガラス板1の表面にアル
コキシシラン溶液を薄くコーティングすると、アルコキ
シシラン溶液中のアルコキシシランが水と加水分解重合
反応触媒の作用で加水分解すると共に重合反応してゲル
化し、シリカ骨格からなる湿潤状態のゲル状化合物の薄
膜が形成される。そしてガラス板1の表面のこの薄膜状
のゲル状化合物を養生する。この養生工程を省くと、シ
リカエアロゲルはその構造の弱さから、超臨界乾燥工程
において白化や収縮を起こしてしまう。またこの養生を
非乾燥雰囲気で行なわないと、同様に白化や収縮を起こ
し、さらにクラックが発生するおそれがある。非乾燥雰
囲気で養生を行なうために、一般には、アルコキシシラ
ン溶液をコーティングしたガラス板1を密閉容器中に入
れて放置したり、アルコキシシラン溶液が含有する溶媒
の飽和蒸気圧雰囲気下に放置したりすることがなされて
いるが、本発明のように薄膜を作製する場合には、密閉
容器や飽和蒸気圧雰囲気の容積に対するゲル状化合物の
表面積が大きいことから、薄膜状のゲル状化合物から含
有溶媒や含有触媒の揮発や拡散が進行し易く、白化や収
縮、クラックの発生を有効に防ぐことは難しい。含有触
媒のゲル状化合物外への拡散を防止するために、養生雰
囲気に触媒のガスを飽和させることも考えられるが、こ
の方法では、ゲル状化合物の表面と内部の養生条件の差
異から不均一な薄膜になり、この場合もクラックの発生
や物性変化を防ぐことは難しい。また、アルコキシシラ
ン溶液に含有されている溶媒中にゲル状化合物を浸漬し
た状態で養生を行なうことも考えられるが、この場合に
は、乾燥による損傷は免れるものの、ゲル状化合物が含
有している触媒や水が溶媒に拡散して出てしまうおそれ
があり、同様にクラックの発生や物性変化を防ぐことは
難しい。When the surface of the glass plate 1 is thinly coated with the alkoxysilane solution as described above, the alkoxysilane in the alkoxysilane solution is hydrolyzed with water by the action of a hydrolysis polymerization reaction catalyst and undergoes a polymerization reaction to gel. Then, a thin film of a gel-like compound in a wet state comprising a silica skeleton is formed. Then, the thin gel-like compound on the surface of the glass plate 1 is cured. If the curing step is omitted, the silica airgel undergoes whitening and shrinkage in the supercritical drying step due to its weak structure. If this curing is not carried out in a non-dry atmosphere, whitening and shrinkage occur similarly, and further cracks may occur. In order to carry out curing in a non-dry atmosphere, generally, the glass plate 1 coated with the alkoxysilane solution is left in a closed container or left under a saturated vapor pressure atmosphere of a solvent contained in the alkoxysilane solution. However, when a thin film is prepared as in the present invention, since the surface area of the gel compound with respect to the volume of a closed container or a saturated vapor pressure atmosphere is large, the solvent contained from the thin film gel compound is contained. In addition, volatilization and diffusion of the catalyst and the contained catalyst tend to proceed, and it is difficult to effectively prevent whitening, shrinkage, and cracks. In order to prevent the contained catalyst from diffusing out of the gel-like compound, it is conceivable to saturate the catalyst gas into the curing atmosphere, but this method is not uniform due to the difference in the curing conditions between the surface and the inside of the gel-like compound. In this case, it is difficult to prevent the occurrence of cracks and changes in physical properties. It is also conceivable to perform curing while immersing the gel compound in a solvent contained in the alkoxysilane solution. In this case, although the damage due to drying is avoided, the gel compound is contained. There is a possibility that the catalyst and water may diffuse out of the solvent, and similarly, it is difficult to prevent the occurrence of cracks and changes in physical properties.
【0034】そこで、ガラス板1の表面の薄膜状のゲル
状化合物の養生を、水と、アルコキシシランの加水分解
重合反応触媒を含有して調製された養生溶液を用い、ゲ
ル状化合物をこの養生溶液に浸漬して行なうのが好まし
い。アルコキシシラン溶液に溶媒が含有されているとき
には、養生溶液には溶媒も含有させるのが好ましい。養
生溶液中の水、加水分解重合反応触媒、溶媒の含有量
は、アルコキシシラン溶液と同じ容積濃度やモル濃度に
設定するのが好ましいが、必ずしも同一である必要はな
く、それぞれアルコキシシラン溶液中の濃度の数値の±
50%の範囲内であれば、目的とする養生に支障は来さ
ない。Then, the gel-like compound in the form of a thin film on the surface of the glass plate 1 is cured by using a curing solution prepared by containing water and a catalyst for the hydrolysis and polymerization of alkoxysilane. It is preferable to carry out by immersing in a solution. When a solvent is contained in the alkoxysilane solution, it is preferred that the curing solution also contains a solvent. The water in the curing solution, the hydrolysis polymerization reaction catalyst, the content of the solvent is preferably set to the same volume concentration or molar concentration as the alkoxysilane solution, but it is not necessarily required to be the same, each in the alkoxysilane solution ± of the numerical value of the concentration
If it is within the range of 50%, there is no hindrance to the desired curing.
【0035】ここで、養生溶液中のアルコキシシランの
加水分解重合反応触媒としては、アルコキシシラン溶液
に含有される加水分解重合反応触媒と同じものを用いる
のが好ましく、また養生溶液中の溶媒も、アルコキシシ
ラン溶液に含有される溶媒と同じものを用いるのが好ま
しい。As the catalyst for the hydrolysis and polymerization reaction of alkoxysilane in the curing solution, it is preferable to use the same catalyst as the hydrolysis and polymerization reaction catalyst contained in the alkoxysilane solution. It is preferable to use the same solvent as that contained in the alkoxysilane solution.
【0036】そしてガラス板1の表面の薄膜状のゲル状
化合物を養生するにあたって、このように、水と、アル
コキシシランの加水分解重合反応触媒と、溶媒を含有す
る養生溶液中に浸漬することによって、ゲル状化合物が
乾燥することを防ぐことができると共に、ゲル状化合物
中の加水分解重合反応触媒が拡散されたり、溶媒が揮発
されたりすることを防ぐことができ、薄膜状のゲル状化
合物に白化や収縮、クラックが発生することを有効に防
止することができるものである。ここで、コーティング
終了後、ゲル化が確認されてから1時間以内に養生溶液
に浸漬するのが好ましく、養生溶液への浸漬時間は、温
度にもよるが、1週間以内に留めるのが好ましい。In curing the thin gel-like compound on the surface of the glass plate 1, the film is immersed in a curing solution containing water, an alkoxysilane hydrolysis polymerization catalyst, and a solvent. In addition to preventing the gel-like compound from drying, the hydrolysis-polymerization reaction catalyst in the gel-like compound can be prevented from being diffused or the solvent being volatilized. It is possible to effectively prevent whitening, shrinkage, and cracks from occurring. Here, after the coating is completed, it is preferable to immerse the composition in the curing solution within one hour after the gelation is confirmed. The immersion time in the curing solution depends on the temperature, but is preferably kept within one week.
【0037】上記のようにしてガラス板1の表面にアル
コキシシランのゲル状化合物の薄膜を形成した後、ゲル
状化合物を超臨界乾燥するが、この超臨界乾燥に先立っ
て、薄膜状のゲル状化合物を疎水化処理することによっ
て、シリカエアロゲル膜に疎水性を付与することが好ま
しい。このように疎水性を付与した疎水性シリカエアロ
ゲルは、湿気や水等が浸入し難くなり、シリカエアロゲ
ル膜の屈折率や光透過性、断熱性等の性能が劣化するこ
とを防ぐことができるものである。疎水化処理は、ゲル
状化合物の表面に存在するシラノール基の水酸基を疎水
化処理剤の官能基と反応させ、疎水化処理剤の疎水基と
置換させることによって疎水化するために行なうもので
ある。疎水化処理を行なう手法としては、特開平5−2
79011号公報、特開平7−138375号公報に開
示されているように、例えば、疎水化処理剤を溶媒に溶
解させた疎水化処理液中にゲルを浸漬し、混合するなど
してゲル内に疎水化処理剤を浸透させた後、必要に応じ
て加熱して、疎水化反応を行なわせる方法がある。After a thin film of a gel compound of alkoxysilane is formed on the surface of the glass plate 1 as described above, the gel compound is supercritically dried. It is preferable to impart hydrophobicity to the silica airgel film by subjecting the compound to a hydrophobic treatment. The hydrophobic silica airgel imparted with hydrophobicity as described above can prevent moisture, water, and the like from penetrating, and can prevent the performance of the silica airgel film, such as the refractive index, light transmittance, and heat insulation, from deteriorating. It is. The hydrophobizing treatment is performed in order to make the hydroxyl group of the silanol group present on the surface of the gel compound react with the functional group of the hydrophobizing agent, and to replace the hydrophobic group with the hydrophobic group of the hydrophobizing agent to make the surface hydrophobic. . As a method for performing the hydrophobic treatment, Japanese Patent Application Laid-Open No.
As disclosed in JP-A-79011 and JP-A-7-138375, for example, a gel is immersed in a hydrophobizing solution obtained by dissolving a hydrophobizing agent in a solvent, and mixed, for example, to form a gel. There is a method in which after the hydrophobizing agent is permeated, heating is performed as necessary to cause a hydrophobizing reaction.
【0038】ここで、疎水化処理剤としては、ゲル状化
合物の有するシラノール基に対して反応可能な官能基と
疎水基を有する有機シラン化合物を用いるものであり、
例えば、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルジシロ
キサン、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキ
シシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメト
キシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジエ
トキシシラン、メチルトリエトキシシラン等を挙げるこ
とができる。Here, as the hydrophobizing agent, an organic silane compound having a functional group capable of reacting with the silanol group of the gel compound and a hydrophobic group is used.
For example, hexamethyldisilazane, hexamethyldisiloxane, trimethylmethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, trimethylethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methyltriethoxysilane, and the like can be given.
【0039】また疎水化処理に用いる溶媒としては、例
えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、キ
シレン、トルエン、ベンゼン、N,N−ジメチルホルム
アミド、ヘキサメチルジシロキサン等を挙げることがで
きるが、疎水化処理剤が容易に溶解し、かつ、疎水化処
理前のゲル状化合物が含有する溶媒と置換可能なもので
あればよく、これらに限定されるものではない。また後
の工程で超臨界乾燥が行なわれる場合、超臨界乾燥の容
易な媒体、例えばメタノール、エタノール、イソプロパ
ノール、液体二酸化炭素などと同一種類もしくはそれと
置換可能なものが好ましい。Examples of the solvent used for the hydrophobizing treatment include methanol, ethanol, isopropanol, xylene, toluene, benzene, N, N-dimethylformamide, hexamethyldisiloxane and the like. Is not limited to these as long as it can be easily dissolved and can be replaced by the solvent contained in the gel compound before the hydrophobic treatment. In the case where supercritical drying is performed in a subsequent step, a medium which can be easily subjected to supercritical drying, for example, the same type as that of methanol, ethanol, isopropanol, liquid carbon dioxide, or the like, or a medium which can be replaced with the same is preferable.
【0040】このように薄膜状のゲル状化合物を疎水化
処理した後、アルコールあるいは二酸化炭素等の溶媒
(分散媒)の存在下で、この溶媒の臨界点以上の超臨界
状態で乾燥することによって、ガラス板1の表面に積層
された状態で、シリカエアロゲルの薄膜を得ることがで
きるものである。超臨界乾燥は、例えばガラス板1の表
面のゲル状化合物を液化二酸化炭素(50〜60気圧
(5.1〜6.1MPa)程度)中に浸漬し、ゲル状化
合物が含む溶媒の全部又は一部をこの溶媒よりも臨界点
が低い液化二酸化炭素に置換し、この後、二酸化炭素の
単独系、あるいは二酸化炭素と溶媒との混合系の超臨界
条件下で乾燥することによって、行なうことができる。After hydrophobizing the gel-like compound in the form of a thin film as described above, it is dried in a supercritical state above the critical point of the solvent in the presence of a solvent (dispersion medium) such as alcohol or carbon dioxide. A thin film of silica airgel can be obtained while being laminated on the surface of the glass plate 1. In supercritical drying, for example, the gel-like compound on the surface of the glass plate 1 is immersed in liquefied carbon dioxide (about 50 to 60 atm (about 5.1 to 6.1 MPa)), and all or one of the solvents contained in the gel-like compound is removed. Part by substituting liquefied carbon dioxide having a lower critical point than this solvent, and then drying under supercritical conditions of a single system of carbon dioxide or a mixed system of carbon dioxide and a solvent. .
【0041】上記のようにして得られるシリカエアロゲ
ル薄膜4の屈折率は、シリカエアロゲルの原料配合比に
よって自由に変化させることができるが、シリカエアロ
ゲルの透明性等の性能を確保するためには、1.008
〜1.18の範囲に屈折率を調整するのが好ましい。ま
たシリカエアロゲル薄膜4の厚みは1μm〜2mmの範
囲に設定するのが好ましい。The refractive index of the silica airgel thin film 4 obtained as described above can be freely changed depending on the mixing ratio of the raw materials of the silica airgel, but in order to secure the performance such as the transparency of the silica airgel, 1.008
It is preferable to adjust the refractive index in the range of 1.11.18. The thickness of the silica airgel thin film 4 is preferably set in the range of 1 μm to 2 mm.
【0042】エアロゲル薄膜4の表面に設けられる透明
電極2aは、酸化インジウム錫(ITO、In2O3−S
nO2)、酸化インジウム亜鉛(In2O3−ZnO)、
酸化亜鉛アルミニウムなどの無機酸化物や、銀、クロム
などの金属による透明導電膜によって形成することがで
きる。透明電極2aの厚みは特に制限されるものではな
いが、透明性や導電性を保持するために、無機酸化物の
場合は100〜500nm程度、金属の場合は2〜10
nm程度が好ましい。エアロゲル薄膜4の表面に透明導
電膜を形成する方法は、特に制限されるものではない
が、スパッタリングなどの気相法(気相蒸着法)で行な
うのが、エアロゲル薄膜4を損傷することが少ない点で
好ましい。The transparent electrode 2a provided on the surface of the airgel thin film 4 is made of indium tin oxide (ITO, In 2 O 3 --S
nO 2 ), indium zinc oxide (In 2 O 3 —ZnO),
It can be formed using a transparent conductive film made of an inorganic oxide such as zinc aluminum oxide or a metal such as silver or chromium. The thickness of the transparent electrode 2a is not particularly limited, but is about 100 to 500 nm in the case of an inorganic oxide and 2 to 10 in the case of a metal in order to maintain transparency and conductivity.
About nm is preferable. The method of forming the transparent conductive film on the surface of the airgel thin film 4 is not particularly limited, but is preferably performed by a gas phase method (vapor phase deposition method) such as sputtering, so that the airgel thin film 4 is hardly damaged. It is preferred in that respect.
【0043】また透明電極2aの表面に設けられる発光
層3は、電子線が照射されることによって電子線励起し
て発光する蛍光体で形成されるものである。蛍光体とし
てはZnS・SmF、ZnS・Mn、ZnSTbF3、
CaS・Euなどの無機蛍光体を用いるのが好ましい
が、必要な色に応じて適宜選択して使用することができ
る。The light emitting layer 3 provided on the surface of the transparent electrode 2a is formed of a phosphor that emits light by being excited by an electron beam when irradiated with an electron beam. As the phosphor, ZnS · SmF, ZnS · Mn, ZnSTbF 3 ,
Although it is preferable to use an inorganic phosphor such as CaS.Eu, it can be appropriately selected and used according to a required color.
【0044】透明電極2aの表面に蛍光体で発光層3を
形成する方法としては、特に制限されるものではない
が、印刷法やスパッタ法などを用いることができる。印
刷法は、蛍光体を必要に応じてポリマーや水と混合して
スラリーを調製し、透明電極2aの表面にこの蛍光体ス
ラリーをスクリーン印刷した後、乾燥し、さらに500
℃程度で焼成することによって、蛍光体で発光層3を形
成するようにしたものである。例えば、蛍光体ZnS・
Mn(NICHIA製「NP−1015」)25gをα
テルピネオール12g、リン酸ジブチル1g、エチルセ
ルロース1gと混合してスラリーを作製し、この蛍光体
スラリーを用いて蛍光体で発光層3を形成することがで
きる。またスパッタ法は、出力200W、温度200
℃、真空度0.7Pa程度の条件に設定して行なうこと
ができる。The method for forming the light emitting layer 3 with a phosphor on the surface of the transparent electrode 2a is not particularly limited, but a printing method, a sputtering method, or the like can be used. In the printing method, a phosphor is mixed with a polymer or water as needed to prepare a slurry, and the phosphor slurry is screen-printed on the surface of the transparent electrode 2a, dried, and further dried.
The light emitting layer 3 is formed of a phosphor by firing at about ° C. For example, the phosphor ZnS
25 g of Mn (“NP-1015” manufactured by NICHIA)
A slurry is prepared by mixing 12 g of terpineol, 1 g of dibutyl phosphate, and 1 g of ethyl cellulose, and the phosphor layer can be used to form the light emitting layer 3 using the phosphor slurry. The sputtering method has an output of 200 W and a temperature of 200.
C. and a degree of vacuum of about 0.7 Pa.
【0045】発光層3の厚みは、特に限定されるもので
はないが、印刷法で蛍光体による発光層3を形成する場
合には、0.1μm〜500μm程度の厚みに設定する
のが好ましい。またスパッタ法で蛍光体による発光層3
を形成する場合には、0.05μm〜1μm程度で、薄
いほど好ましいが、必要発光量との兼ね合いで適宜設定
するのがよい。The thickness of the light emitting layer 3 is not particularly limited, but when the light emitting layer 3 is formed of a phosphor by a printing method, the thickness is preferably set to about 0.1 μm to 500 μm. Also, the light emitting layer 3 made of a phosphor by a sputtering method.
Is formed, the thickness is preferably about 0.05 μm to 1 μm, and the thinner the better, the better.
【0046】上記のように形成される平面発光板Aは、
ガラス板1の発光層3を積層した側に対向させて電子線
源5を配置して使用されるものであり、透明電極2aが
アノード電極となるように透明電極2aと電子線源5の
間に電源6を接続して電圧を印加するようにしてある。
そして電子線源5から電子線を放出させると、電子線は
アノード電極の透明電極2aに引かれ、発光層3にこの
電子線が照射されて、発光層3が電子線励起発光する。
このように発光層3で発光した光は透明電極2a及びエ
アロゲル薄膜4を通してガラス板1に入射され、ガラス
板1の表面から出射してディスプレイとしての機能が発
揮されるものである。The flat light-emitting plate A formed as described above is
The electron beam source 5 is disposed so as to face the side of the glass plate 1 on which the light emitting layer 3 is laminated, and is used between the transparent electrode 2a and the electron beam source 5 so that the transparent electrode 2a becomes an anode electrode. Is connected to a power source 6 to apply a voltage.
When the electron beam is emitted from the electron beam source 5, the electron beam is drawn by the transparent electrode 2a of the anode electrode, and the light emitting layer 3 is irradiated with the electron beam, so that the light emitting layer 3 emits and emits an electron beam.
The light emitted from the light emitting layer 3 enters the glass plate 1 through the transparent electrode 2a and the airgel thin film 4, and is emitted from the surface of the glass plate 1 to exhibit a function as a display.
【0047】ここで、発光層3とガラス板1の間に屈折
率が1に近いエアロゲル薄膜4が設けられているため
に、発光層3から発光した光は小さい入射角でガラス板
1に入射して、ガラス板1の表面から出射するものであ
り、導波光として失われる率が小さくなって、ガラス板
1の表面からの取り出し率ηが高くなる。従って、平面
発光板Aは表面の輝度が高くなるものである。尚、エア
ロゲル薄膜4は屈折率が1に近いために、発光した光が
一旦、屈折率が1に近く、1.0μm以上の厚みを有す
るエアロゲル薄膜4中に出射されると、この光が屈折率
が1よりもはるかに大きいガラス板1を通過しても光の
全量を空気中に取り出すことができるのは、古典光学の
屈折の法則が教えるところである。Here, since the airgel thin film 4 having a refractive index close to 1 is provided between the light emitting layer 3 and the glass plate 1, the light emitted from the light emitting layer 3 enters the glass plate 1 at a small incident angle. Then, the light is emitted from the surface of the glass plate 1 and the rate of loss as guided light is reduced, and the extraction rate η from the surface of the glass sheet 1 is increased. Therefore, the flat light emitting plate A has a high surface brightness. Since the airgel thin film 4 has a refractive index close to 1, once emitted light is emitted into the airgel thin film 4 having a refractive index close to 1 and a thickness of 1.0 μm or more, the light is refracted. It is taught by the law of refraction of classical optics that the entire amount of light can be extracted into the air even though it passes through a glass plate 1 whose modulus is much greater than 1.
【0048】そして、平面発光板Aを用いて平面ブラウ
ン管ディスプレイを形成する場合には、電子線源5とし
て電子銃5aを用いるものであり、電子銃5aから電子
線を平面発光板Aの発光層3に照射することによって、
平面ブラウン管ディスプレイの前面に多数配列して配置
される平面発光板Aを発光させ、ディスプレイ表示を行
なわせることができるものである。When a flat CRT display is formed using the flat light-emitting plate A, an electron gun 5a is used as the electron beam source 5, and an electron beam is emitted from the electron gun 5a to the light-emitting layer of the flat light-emitting plate A. By irradiating 3,
A plurality of flat light-emitting plates A arranged in front of a flat-panel CRT display can emit light to perform display.
【0049】また平面発光板Aを用いてフィールドエミ
ッションディスプレイ(FED)を形成する場合には、
電子線源5として電界放出電子線源5bを用いるもので
ある。この電界放出電子線源5bとしてはスピント型、
表面伝導素子、弾道電子型など任意のものを用いること
ができ、特に限定されるものではない。そして電界放出
電子線源5bから電子線を平面発光板Aの発光層3に照
射することによって、フィールドエミッションディスプ
レイの前面に多数配列して配置される平面発光板Aを発
光させ、ディスプレイ表示を行なわせることができるも
のである。When a field emission display (FED) is formed using the flat light emitting plate A,
A field emission electron beam source 5b is used as the electron beam source 5. The field emission electron beam source 5b is a Spindt type,
Any type such as a surface conduction element and a ballistic electron type can be used and is not particularly limited. Then, the field emission electron beam source 5b irradiates the light emitting layer 3 of the flat light emitting plate A with an electron beam, thereby causing a large number of the flat light emitting plates A arranged in front of the field emission display to emit light, thereby performing display display. That can be done.
【0050】図2の実施の形態では、ガラス板1の片側
の表面に、透明電極2aと発光層3をこの順に設け、そ
して透明電極2aと発光層3の間にエアロゲル薄膜4を
設けて平面発光板Aを形成するようにしてある。ガラス
板1の表面への透明電極2aの形成、透明電極2aの表
面へのエアロゲル薄膜4の形成、エアロゲル薄膜4の表
面への発光層3の形成をそれぞれ上記と同様にして行な
うことによって、平面発光板Aの製造を行なうことがで
きる。In the embodiment shown in FIG. 2, a transparent electrode 2a and a light emitting layer 3 are provided in this order on one surface of a glass plate 1, and an airgel thin film 4 is provided between the transparent electrode 2a and the light emitting layer 3 to form a flat surface. The light emitting plate A is formed. The formation of the transparent electrode 2a on the surface of the glass plate 1, the formation of the airgel thin film 4 on the surface of the transparent electrode 2a, and the formation of the light emitting layer 3 on the surface of the airgel thin film 4 are performed in the same manner as described above. The light emitting plate A can be manufactured.
【0051】そしてこの平面発光板Aにあっても、上記
と同様に、ガラス板1の発光層3を積層した側に対向さ
せて電子線源5を配置して使用されるものであり、透明
電極2aがアノード電極となるように透明電極2aと電
子線源5の間に電源6を接続して電圧を印加し、電子線
源5から電子線を放出させると、電子線はアノード電極
の透明電極2aに引かれて、発光層3に電子線が照射さ
れ、発光層3が電子線励起発光する。このように発光層
3で発光した光はエアロゲル薄膜4及び透明電極2aを
通してガラス板1に入射され、ガラス板1の表面から出
射してディスプレイとしての機能が発揮されるものであ
る。このものにあっても、発光層3とガラス板1の間に
屈折率が1に近いエアロゲル薄膜4が設けられているた
めに、発光層3から発光した光は小さい入射角でガラス
板1に入射して、ガラス板1の表面から出射するもので
あり、導波光として失われる率が小さくなって、ガラス
板1の表面からの取り出し率が高くなるものであり、平
面発光板Aは表面の輝度が高くなるものである。尚、ガ
ラス板1とエアロゲル薄膜4の間には透明電極2aが介
在しているが、透明電極2aの厚みは光の波長よりも小
さいため、光の取り出し率に影響を与えることはない。Also in this flat light emitting plate A, similarly to the above, the electron beam source 5 is used so as to be opposed to the side on which the light emitting layer 3 of the glass plate 1 is laminated. A power source 6 is connected between the transparent electrode 2a and the electron beam source 5 so that the electrode 2a becomes an anode electrode, a voltage is applied, and the electron beam source 5 emits an electron beam. The light-emitting layer 3 is irradiated with an electron beam by being drawn by the electrode 2a, and the light-emitting layer 3 emits and emits an electron beam. The light emitted from the light-emitting layer 3 enters the glass plate 1 through the airgel thin film 4 and the transparent electrode 2a, and is emitted from the surface of the glass plate 1 to exhibit a function as a display. Even in this case, since the airgel thin film 4 having a refractive index close to 1 is provided between the light-emitting layer 3 and the glass plate 1, light emitted from the light-emitting layer 3 enters the glass plate 1 at a small incident angle. The incident light is emitted from the surface of the glass plate 1, the rate of loss as guided light is reduced, and the extraction rate from the surface of the glass plate 1 is increased. The brightness is increased. Although the transparent electrode 2a is interposed between the glass plate 1 and the airgel thin film 4, the thickness of the transparent electrode 2a is smaller than the wavelength of light, and thus does not affect the light extraction rate.
【0052】また、電子線源5として電子銃5aを使用
することによって、平面発光板Aを用いて平面ブラウン
管ディスプレイを形成することができるものであり、電
子線源5として電界放出電子線源5bを使用することに
よって、平面発光板Aを用いてフィールドエミッション
ディスプレイ(FED)を形成することができるもので
ある。Also, by using the electron gun 5a as the electron beam source 5, a flat-panel CRT display can be formed using the flat light-emitting plate A. As the electron beam source 5, a field emission electron beam source 5b Is used, a field emission display (FED) can be formed using the flat light emitting plate A.
【0053】図3は本発明の他の実施の形態を示すもの
であり、電極2として金属電極2bを用いるようにして
あり、ガラス板1の片側の表面に、発光層3と金属電極
2bをこの順に設け、そしてガラス板1と発光層3の間
にエアロゲル薄膜4を設けて平面発光板Aを形成するよ
うにしてある。ガラス板1の表面へのエアロゲル薄膜4
の形成、エアロゲル薄膜4の表面への発光層3の形成は
それぞれ上記と同様にして行なうことができる。FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, in which a metal electrode 2b is used as an electrode 2. A light emitting layer 3 and a metal electrode 2b are provided on one surface of a glass plate 1. In this order, the airgel thin film 4 is provided between the glass plate 1 and the light emitting layer 3 to form the flat light emitting plate A. Airgel thin film 4 on the surface of glass plate 1
And the formation of the light emitting layer 3 on the surface of the airgel thin film 4 can be performed in the same manner as described above.
【0054】また金属電極2bとしては、Al、Pt、
Au、Ag、Mgなど特に制限されることなく導電性が
良好な金属全般を用いることができる。金属電極2bは
透明に形成する必要がないので、上記の透明電極2aの
場合よりも厚みを厚く形成することができるものであ
り、厚みは50〜200nm程度が好ましい。金属電極
2bの形成は、真空蒸着やスパッタリングなど気相法
(気相蒸着法)など任意の方法で行なうことができる。As the metal electrode 2b, Al, Pt,
Any metal having good conductivity such as Au, Ag, and Mg can be used without particular limitation. Since the metal electrode 2b does not need to be formed transparent, it can be formed thicker than in the case of the transparent electrode 2a described above, and the thickness is preferably about 50 to 200 nm. The metal electrode 2b can be formed by an arbitrary method such as a vapor phase method (vapor phase deposition method) such as vacuum deposition or sputtering.
【0055】そしてこの平面発光板Aにあっても、上記
と同様に、ガラス板1の発光層3を積層した側に対向さ
せて電子線源5を配置して使用されるものであり、金属
電極2bがアノード電極となるように金属電極2bと電
子線源5の間に電源6を接続して電圧を印加するように
してある。ここで、金属電極2bは厚みを厚く形成する
ことができ、導通性能を高くすることができるので、高
い電圧を金属電極2bと電子線源5の間に印加すること
ができるものである。従って、電子線源5から電子線を
放出させると、電子線はアノード電極の金属電極2bに
強く引かれ、金属電極2bを突き抜けて発光層3に電子
線が照射されることになり、発光層3が電子線励起発光
する。このように発光層3で発光した光はエアロゲル薄
膜4を通してガラス板1に入射され、ガラス板1の表面
から出射してディスプレイとしての機能が発揮されるも
のである。このものにあっても、発光層3とガラス板1
の間に屈折率が1に近いエアロゲル薄膜4が設けられて
いるために、発光層3から発光した光は小さい入射角で
ガラス板1に入射して、ガラス板1の表面から出射する
ものであり、導波光として失われる率が小さくなって、
ガラス板1の表面からの取り出し率が高くなるものであ
り、平面発光板Aは表面の輝度が高くなるものである。
しかも、発光層3で発光した光のうち、ガラス板1と反
対側へ放射されるものは金属電極2bが鏡となって反射
し、この光もガラス板1を通して出射させることがで
き、平面発光板Aの表面の輝度を一層高くすることが可
能になるものである。Also in this flat light emitting plate A, similarly to the above, the electron beam source 5 is disposed so as to be opposed to the side on which the light emitting layer 3 of the glass plate 1 is laminated. A power source 6 is connected between the metal electrode 2b and the electron beam source 5 so that a voltage is applied so that the electrode 2b becomes an anode electrode. Here, the metal electrode 2b can be formed to have a large thickness, and the conduction performance can be enhanced. Therefore, a high voltage can be applied between the metal electrode 2b and the electron beam source 5. Therefore, when the electron beam is emitted from the electron beam source 5, the electron beam is strongly attracted to the metal electrode 2b of the anode electrode, penetrates through the metal electrode 2b, and is irradiated with the electron beam to the light emitting layer 3. 3 emits light by excitation with an electron beam. The light emitted from the light emitting layer 3 enters the glass plate 1 through the airgel thin film 4 and is emitted from the surface of the glass plate 1 to exhibit a function as a display. Even in this case, the light emitting layer 3 and the glass plate 1
The light emitted from the light emitting layer 3 is incident on the glass plate 1 at a small angle of incidence and is emitted from the surface of the glass plate 1 because the airgel thin film 4 having a refractive index close to 1 is provided between them. Yes, the rate of loss as guided light is reduced,
The take-out rate from the surface of the glass plate 1 increases, and the flat light-emitting plate A increases the surface brightness.
In addition, of the light emitted from the light emitting layer 3, the light emitted to the side opposite to the glass plate 1 is reflected by the metal electrode 2 b as a mirror, and this light can also be emitted through the glass plate 1, and the planar light emission This makes it possible to further increase the luminance of the surface of the plate A.
【0056】また、電子線源5として電子銃5aを使用
することによって、平面発光板Aを用いて平面ブラウン
管ディスプレイを形成することができるものであり、電
子線源5として電界放出電子線源5bを使用することに
よって、平面発光板Aを用いてフィールドエミッション
ディスプレイ(FED)を形成することができるもので
ある。By using the electron gun 5a as the electron beam source 5, a flat-panel CRT display can be formed using the flat light-emitting plate A. As the electron beam source 5, a field emission electron beam source 5b Is used, a field emission display (FED) can be formed using the flat light emitting plate A.
【0057】上記の各実施の形態では、発光層3とエア
ロゲル薄膜4とを別の独立した層として形成したが、図
4の実施の形態では、発光層3を蛍光体粒子を分散又は
担持させたエアロゲル薄膜4で形成し、発光層3とエア
ロゲル薄膜4を一つの層に形成するようにしてある。こ
のような発光層3を蛍光体粒子を分散又は担持させたエ
アロゲル薄膜4で形成するにあたっては、既述したアル
コキシシラン溶液に蛍光体の微粒子を混合し、この蛍光
体粒子を混合したアルコキシシラン溶液を既述のように
塗布して乾燥することによって、行なうことができる。
ここで、アルコキシシラン溶液への蛍光体粒子の混合比
は、アルコキシシラン溶液に対して10〜60容積%程
度に設定するのが好ましく、また蛍光体粒子の粒子径と
しては、特に制限されないが0.1〜100μm程度
で、微細なほど好ましい。In each of the above embodiments, the light emitting layer 3 and the airgel thin film 4 are formed as separate independent layers. However, in the embodiment of FIG. 4, the light emitting layer 3 is formed by dispersing or supporting phosphor particles. The light emitting layer 3 and the airgel thin film 4 are formed in one layer. When such a light emitting layer 3 is formed of an airgel thin film 4 in which phosphor particles are dispersed or supported, phosphor particles are mixed with the above-described alkoxysilane solution, and an alkoxysilane solution obtained by mixing the phosphor particles is used. Can be carried out by applying and drying as described above.
Here, the mixing ratio of the phosphor particles to the alkoxysilane solution is preferably set to about 10 to 60% by volume with respect to the alkoxysilane solution, and the particle diameter of the phosphor particles is not particularly limited; 0.1 to 100 μm, and the finer the more, the better.
【0058】図4(a)の実施の形態は、ガラス板1の
片側表面に蛍光体粒子を分散又は担持させたエアロゲル
薄膜4を形成し、このエアロゲル薄膜4の表面に金属電
極2bを形成して平面発光板Aを作製するようにしたも
のである。この平面発光板Aにあっても、ガラス板1の
発光層3を兼用するエアロゲル薄膜4を積層した側に対
向させて電子線源5を配置して使用されるものであり、
金属電極2bがアノード電極となるように金属電極2b
と電子線源5の間に電源6を接続して高い電圧を印加す
るようにしてある。そして電子線源5から電子線を放出
させると、電子線はアノード電極の金属電極2bに強く
引かれ、金属電極2bを突き抜けてエアロゲル薄膜4中
の蛍光体粒子に電子線が照射されることになり、蛍光体
粒子が電子線励起発光する。このようにエアロゲル薄膜
4中の蛍光体粒子で発光した光はエアロゲル薄膜4を通
してガラス板1に入射され、ガラス板1の表面から出射
してディスプレイとしての機能が発揮されるものであ
る。このものにあって、光は屈折率が1に近いエアロゲ
ル薄膜4からガラス板1に入射されるので、光は全反射
することなく小さい入射角でガラス板1に入射して、ガ
ラス板1の表面から出射するものであり、導波光として
失われる率が小さくなって、ガラス板1の表面からの取
り出し率が高くなるものであり、平面発光板Aは表面の
輝度が高くなるものである。In the embodiment shown in FIG. 4A, an airgel thin film 4 in which phosphor particles are dispersed or supported is formed on one surface of a glass plate 1, and a metal electrode 2b is formed on the surface of the airgel thin film 4. Thus, a flat light emitting plate A is manufactured. Even in the flat light emitting plate A, the electron beam source 5 is used so as to be opposed to the side of the glass plate 1 on which the airgel thin film 4 also serving as the light emitting layer 3 is laminated,
Metal electrode 2b so that metal electrode 2b becomes an anode electrode
A power supply 6 is connected between the power supply 6 and the electron beam source 5 to apply a high voltage. When the electron beam is emitted from the electron beam source 5, the electron beam is strongly attracted to the metal electrode 2b of the anode electrode, penetrates through the metal electrode 2b, and irradiates the phosphor particles in the airgel thin film 4 with the electron beam. Thus, the phosphor particles emit light by excitation with an electron beam. The light emitted from the phosphor particles in the airgel thin film 4 enters the glass plate 1 through the airgel thin film 4 and is emitted from the surface of the glass plate 1 to exhibit a function as a display. In this device, light is incident on the glass plate 1 from the aerogel thin film 4 having a refractive index close to 1, so that the light is incident on the glass plate 1 at a small incident angle without being totally reflected. The light is emitted from the surface, the rate of being lost as guided light is reduced, and the extraction rate from the surface of the glass plate 1 is increased. The flat light-emitting plate A has a higher surface brightness.
【0059】図4(b)の実施の形態は、ガラス板1の
片側表面に透明電極2aを形成し、この透明電極2aの
表面に蛍光体粒子を分散又は担持させたエアロゲル薄膜
4を形成して平面発光板Aを作製するようにしたもので
ある。この平面発光板Aにあっても、ガラス板1の発光
層3を兼用するエアロゲル薄膜4を積層した側に対向さ
せて電子線源5を配置して使用されるものであり、透明
電極2aがアノード電極となるように透明電極2aと電
子線源5の間に電源6を接続して電圧を印加するように
してある。そして電子線源5から電子線を放出させる
と、電子線はアノード電極の透明電極2aに引かれ、エ
アロゲル薄膜4中の蛍光体粒子に電子線が照射され、蛍
光体粒子が電子線励起発光する。このようにエアロゲル
薄膜4中の蛍光体粒子で発光した光はエアロゲル薄膜4
から透明電極2aを通してガラス板1に入射され、ガラ
ス板1の表面から出射してディスプレイとしての機能が
発揮されるものである。このものにあって、光は屈折率
が1に近いエアロゲル薄膜4を通してガラス板1に入射
されるので、光は小さい入射角でガラス板1に入射し
て、ガラス板1の表面から出射するものであり、導波光
として失われる率が小さくなって、ガラス板1の表面か
らの取り出し率が高くなるものであり、平面発光板Aは
表面の輝度が高くなるものである。In the embodiment shown in FIG. 4B, a transparent electrode 2a is formed on one surface of a glass plate 1, and an airgel thin film 4 in which phosphor particles are dispersed or supported is formed on the surface of the transparent electrode 2a. Thus, a flat light emitting plate A is manufactured. This flat light-emitting plate A is also used in which the electron beam source 5 is arranged so as to face the side of the glass plate 1 on which the airgel thin film 4 serving also as the light-emitting layer 3 is laminated, and the transparent electrode 2a is provided. A power source 6 is connected between the transparent electrode 2a and the electron beam source 5 so as to serve as an anode electrode, and a voltage is applied. When an electron beam is emitted from the electron beam source 5, the electron beam is attracted to the transparent electrode 2a of the anode electrode, and the phosphor particles in the airgel thin film 4 are irradiated with the electron beam, and the phosphor particles emit and emit an electron beam. . The light emitted from the phosphor particles in the airgel thin film 4 is
Then, the light enters the glass plate 1 through the transparent electrode 2a and exits from the surface of the glass plate 1 to exhibit a function as a display. In this device, light enters the glass plate 1 through the aerogel thin film 4 having a refractive index close to 1, so that the light enters the glass plate 1 at a small incident angle and exits from the surface of the glass plate 1. That is, the rate of loss as guided light is reduced, and the takeout rate from the surface of the glass plate 1 is increased. The flat light-emitting plate A has a higher surface brightness.
【0060】そして図4(a)(b)のものにあって
も、電子線源5として電子銃5aを使用することによっ
て、平面発光板Aを用いて平面ブラウン管ディスプレイ
を形成することができるものであり、電子線源5として
電界放出電子線源5bを使用することによって、平面発
光板Aを用いてフィールドエミッションディスプレイ
(FED)を形成することができるものである。4A and 4B, a flat CRT display can be formed using the flat light emitting plate A by using the electron gun 5a as the electron beam source 5. By using the field emission electron beam source 5 b as the electron beam source 5, a field emission display (FED) can be formed using the flat light emitting plate A.
【0061】[0061]
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。Next, the present invention will be described specifically with reference to examples.
【0062】(実施例1)テトラメトキシシランのオリ
ゴマー(コルコート社製「メチルシリケート51」)と
メタノールを質量比47:81で混合してA液を調製
し、また水、28質量%アンモニア水、メタノールを質
量比50:1:81で混合してB液を調製した。そして
A液とB液を16:17の質量比で混合して得たアルコ
キシシラン溶液を、混合開始後1分30秒、混合終了後
50秒経過した時点で、予め表面をアルカリ洗浄したソ
ーダガラス板1の上に滴下し、スピンコーターの回転室
にこのガラス板1を入れ、ガラス板1を回転させてガラ
ス板1の表面にアルコキシシラン溶液をスピンコーティ
ングした。ここで、スピンコーターの回転室には予めメ
タノールを入れてメタノール雰囲気になるようにしてあ
り、またガラス板1の回転は700rpmで10秒間行
なった。このようにアルコキシシラン溶液をスピンコー
ティングした後、3分間放置してアルコキシシランをゲ
ル化させ、次いでこの薄膜状のゲル状化合物を形成した
ガラス板を、水:28質量%アンモニア水:メタノール
=162:4:640の質量比の組成の養生溶液中に浸
漬し、室温にて1昼夜養生した。次に、ガラス板1の表
面に形成した薄膜状のゲル状化合物をイソプロパノール
中へ浸漬することで洗浄した後、高圧容器中に入れ、高
圧容器内を液化炭酸ガスで満たし、80℃、16MP
a、2時間の条件で超臨界乾燥をすることによって、ガ
ラス板1の表面に膜厚20μmのシリカエアロゲル薄膜
4を積層して形成した。Example 1 A solution was prepared by mixing an oligomer of tetramethoxysilane (“Methylsilicate 51” manufactured by Colcoat Co., Ltd.) and methanol at a mass ratio of 47:81. Liquid B was prepared by mixing methanol at a mass ratio of 50: 1: 81. Then, an alkoxysilane solution obtained by mixing the solution A and the solution B at a mass ratio of 16:17 was mixed for 1 minute and 30 seconds after the start of mixing, and 50 seconds after the end of the mixing, soda glass whose surface was alkali-cleaned beforehand. The glass plate 1 was placed in a rotating chamber of a spin coater, and the glass plate 1 was rotated to spin-coat the surface of the glass plate 1 with an alkoxysilane solution. Here, the rotation chamber of the spin coater was previously charged with methanol so as to be in a methanol atmosphere, and the glass plate 1 was rotated at 700 rpm for 10 seconds. After spin-coating the alkoxysilane solution in this manner, the alkoxysilane is allowed to gel by leaving it for 3 minutes, and then the glass plate on which the thin gel-like compound has been formed is treated with water: 28% by mass ammonia water: methanol = 162. : 4: 640 immersed in a curing solution having a composition of mass ratio, and cured at room temperature for 24 hours. Next, the gel-like compound in the form of a thin film formed on the surface of the glass plate 1 is washed by immersing it in isopropanol, then put in a high-pressure vessel, filling the high-pressure vessel with liquefied carbon dioxide gas, at 80 ° C. and 16 MPa.
a) Supercritical drying was performed under the conditions of 2 hours to form a 20 μm-thick silica airgel thin film 4 on the surface of the glass plate 1.
【0063】次に、上記のようにガラス板1に設けたエ
アロゲル薄膜4の表面に、200℃、1Pa、100W
の条件でスパッタリングすることによって、厚み100
nmのITO膜を形成して透明電極2aを設け、さらに
透明電極2aの表面に、200℃、0.7Pa、200
Wの条件でスパッタリングすることによって、厚み10
0nmのZnS・Mnを製膜して発光層3を設けること
によって、図1に示すような平面発光板Aを作製した。Next, the surface of the airgel thin film 4 provided on the glass plate 1 as described above was applied at 200 ° C., 1 Pa, 100 W
By sputtering under the conditions of
A transparent electrode 2a is formed by forming an ITO film having a thickness of 200 nm, a pressure of 0.7 Pa and a pressure of 200 Pa on the surface of the transparent electrode 2a.
By sputtering under the condition of W, a thickness of 10
A planar light emitting plate A as shown in FIG. 1 was produced by forming a light emitting layer 3 by forming a film of ZnS.Mn of 0 nm.
【0064】(実施例2)表面にITO膜からなる透明
電極2aが形成された三容真空社製のガラス板1を用
い、透明電極2aの表面に実施例1と同様にしてエアロ
ゲル薄膜4を形成した後、エアロゲル薄膜4の表面に2
00℃、0.7Pa、200Wの条件でスパッタリング
することによって、厚み100nmのZnS・Mnを製
膜して発光層3を設け、図2に示すような平面発光板A
を作製した。(Example 2) A glass plate 1 manufactured by Sanyo Vacuum Co., Ltd. having a transparent electrode 2a made of an ITO film on the surface was used, and an airgel thin film 4 was coated on the surface of the transparent electrode 2a in the same manner as in Example 1. After the formation, 2
Sputtering is performed under the conditions of 00 ° C., 0.7 Pa, and 200 W to form a 100 nm-thick ZnS · Mn film, and the light emitting layer 3 is provided.
Was prepared.
【0065】(実施例3)実施例1と同様にしてガラス
板1の表面にエアロゲル薄膜4を形成した後、エアロゲ
ル薄膜4の表面に、200℃、0.7Pa、200Wの
条件でスパッタリングすることによって、厚み100n
mのZnS・Mnを製膜して発光層3を設け、さらに発
光層3の表面に、真空蒸着法で厚み100nmのAlを
製膜して金属電極2bを設けることによって、図3に示
すような平面発光板Aを作製した。Example 3 After forming the airgel thin film 4 on the surface of the glass plate 1 in the same manner as in Example 1, sputtering was performed on the surface of the airgel thin film 4 at 200 ° C., 0.7 Pa, and 200 W. By the thickness 100n
By forming a light emitting layer 3 by forming a ZnS.Mn film having a thickness of 100 nm and forming a metal electrode 2b on the surface of the light emitting layer 3 by forming an Al film having a thickness of 100 nm by a vacuum evaporation method, as shown in FIG. A flat light emitting plate A was produced.
【0066】(実施例4)テトラメトキシシランのオリ
ゴマー(コルコート社製「メチルシリケート51」)と
メタノールを質量比47:81で混合してA液を調製
し、また水、28質量%アンモニア水、メタノールを質
量比50:1:81で混合してB液を調製した。そして
蛍光体粒子としてZnS・Mn(NICHIA製「NP
−1015」)を用い、蛍光体粒子とA液とB液を4
0:29:31の容積比で混合することによって、蛍光
体粒子を分散したアルコキシシラン溶液を調製し、混合
開始後1分30秒、混合終了後50秒経過した時点で、
表面にITO膜からなる透明電極2aが形成された三容
真空社製のガラス板1の上に滴下し、実施例1と同様に
してスピンコーティングした。さらに実施例1と同様に
してゲル化、養生、超臨界乾燥して、蛍光体粒子を含有
する膜厚20μmのシリカエアロゲル薄膜4を形成する
ことによって、図4(b)のような平面発光板Aを作製
した。Example 4 A solution was prepared by mixing an oligomer of tetramethoxysilane (“Methylsilicate 51” manufactured by Colcoat) in a mass ratio of 47:81, and prepared water, 28% by mass aqueous ammonia, Liquid B was prepared by mixing methanol at a mass ratio of 50: 1: 81. And, as phosphor particles, ZnS · Mn (“NP” manufactured by NICHIA)
-1015 "), the phosphor particles, solution A and solution B
By mixing at a volume ratio of 0:29:31, an alkoxysilane solution in which the phosphor particles were dispersed was prepared, and 1 minute and 30 seconds after the start of mixing and 50 seconds after the end of mixing,
The solution was dropped on a glass plate 1 manufactured by Sanyo Vacuum Co., having a transparent electrode 2a made of an ITO film on the surface, and spin-coated in the same manner as in Example 1. Further, gelation, curing, and supercritical drying were performed in the same manner as in Example 1 to form a 20 μm-thick silica airgel thin film 4 containing phosphor particles, thereby obtaining a flat light-emitting plate as shown in FIG. A was prepared.
【0067】(比較例1)表面にITO膜からなる透明
電極2aが形成された三容真空社製のガラス板1を用
い、透明電極2aの表面に実施例1と同様にしてZnS
・Mnを製膜して発光層3を設けることによって、シリ
カエアロゲル薄膜4を有しない平面発光板を作製した。(Comparative Example 1) A glass plate 1 manufactured by Sanyo Vacuum Co., having a transparent electrode 2a made of an ITO film on the surface, was used.
A flat light emitting plate having no silica airgel thin film 4 was prepared by forming a light emitting layer 3 by forming Mn.
【0068】(比較例2)ソーダガラス板1の表面に実
施例1と同様にしてZnS・Mnを製膜して発光層3を
設け、さらにこの発光層3の表面に実施例2と同様にし
てAlを製膜して金属電極2bを設けることによって、
シリカエアロゲル薄膜4を有しない平面発光板を作製し
た。(Comparative Example 2) ZnS.Mn was formed on the surface of the soda glass plate 1 in the same manner as in Example 1 to provide the light emitting layer 3, and further on the surface of the light emitting layer 3 in the same manner as in Example 2. Forming the metal electrode 2b by depositing Al
A flat light emitting plate having no silica airgel thin film 4 was produced.
【0069】133×10-7Pa(10-7torr)の
真空チャンバー内で、スピント型電子線源より1cmの
距離のところに上記の実施例1〜4及び比較例1,2の
平面発光板を配置し、平面発光板の電極とスピント型電
子線源の間に5kVの電圧を印加しながら、駆動電圧1
00Vでスピント型電子線源から電子線を放出させ、平
面発光板を発光させた。そして平面発光板のガラス板の
表面の輝度を、法線に対して45°の角度から測定し
た。結果を表1に示す。In the vacuum chamber of 133 × 10 −7 Pa (10 −7 torr), the flat light-emitting plates of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were placed at a distance of 1 cm from the Spindt-type electron beam source. And applying a drive voltage of 1 kV between the electrode of the flat light emitting plate and the Spindt-type electron beam source while applying a voltage of 5 kV.
An electron beam was emitted from the Spindt-type electron beam source at 00 V, and the flat light emitting plate was allowed to emit light. Then, the brightness of the surface of the glass plate of the flat light emitting plate was measured from an angle of 45 ° with respect to the normal line. Table 1 shows the results.
【0070】[0070]
【表1】 [Table 1]
【0071】表1にみられるように、各実施例のものは
表面の輝度が高く、光の外部取り出し率が高いことが確
認される。As can be seen from Table 1, it is confirmed that each of the examples has a high surface luminance and a high light extraction rate.
【0072】[0072]
【発明の効果】上記のように本発明の請求項1に係る平
面発光板は、ガラス板上に電極及び電子線が照射される
ことによって発光する発光層を設けて形成され、ガラス
板と発光層の間にエアロゲル薄膜が設けられているの
で、発光層から発光した光は屈折率が小さいエアロゲル
薄膜を通してガラス板に入射し、ガラス板の表面から出
射するものであり、導波光として失われる率が小さくな
って、ガラス板の表面からの取り出し率が高くなり、平
面発光板の表面の輝度が高くなるものである。As described above, the flat light-emitting plate according to the first aspect of the present invention is formed by providing a light-emitting layer that emits light when irradiated with an electrode and an electron beam on a glass plate. Since the airgel thin film is provided between the layers, the light emitted from the light-emitting layer enters the glass plate through the airgel thin film having a small refractive index and exits from the surface of the glass plate, and is lost as guided light. Becomes smaller, the takeout rate from the surface of the glass plate increases, and the luminance of the surface of the flat light emitting plate increases.
【0073】また請求項2の発明は、ガラス板上に透明
電極と発光層をこの順に設けて形成され、ガラス板と透
明電極の間に屈折率が小さいエアロゲル薄膜が設けられ
ているので、発光層から発光した光は透明電極と屈折率
が小さいエアロゲル薄膜を通してガラス板に入射し、ガ
ラス板の表面から出射するものであり、導波光として失
われる率が小さくなって、ガラス板の表面からの取り出
し率が高くなり、平面発光板の表面の輝度が高くなるも
のである。According to the second aspect of the present invention, a transparent electrode and a light emitting layer are provided on a glass plate in this order, and an airgel thin film having a small refractive index is provided between the glass plate and the transparent electrode. The light emitted from the layer enters the glass plate through the transparent electrode and the airgel thin film having a small refractive index, and is emitted from the surface of the glass plate.The rate of loss as guided light is reduced, and the light emitted from the surface of the glass plate is reduced. This increases the takeout rate and increases the luminance of the surface of the flat light emitting plate.
【0074】また請求項3の発明は、ガラス板上に透明
電極と発光層をこの順に設けて形成され、透明電極と発
光層の間にエアロゲル薄膜が設けられているので、発光
層から発光した光は屈折率が小さいエアロゲル薄膜と透
明電極を通してガラス板に入射し、ガラス板の表面から
出射するものであり、導波光として失われる率が小さく
なって、ガラス板の表面からの取り出し率が高くなり、
平面発光板の表面の輝度が高くなるものである。According to the third aspect of the present invention, light is emitted from the light emitting layer because the transparent electrode and the light emitting layer are provided on the glass plate in this order, and the airgel thin film is provided between the transparent electrode and the light emitting layer. Light is incident on the glass plate through the airgel thin film and transparent electrode with a small refractive index, and is emitted from the surface of the glass plate.The rate of loss as guided light is small, and the extraction rate from the surface of the glass plate is high. Become
The brightness of the surface of the flat light emitting plate is increased.
【0075】また請求項4の発明は、ガラス板上に発光
層と金属電極をこの順に設けて形成され、ガラス板と発
光層の間にエアロゲル薄膜が設けられているので、発光
層から発光した光は屈折率が小さいエアロゲル薄膜を通
してガラス板に入射し、ガラス板の表面から出射するも
のであり、導波光として失われる率が小さくなって、ガ
ラス板の表面からの取り出し率が高くなると共に、発光
層の光を金属電極で反射させてガラス板の表面から出射
させることができ、平面発光板の表面の輝度が高くなる
ものである。According to the fourth aspect of the present invention, the light emitting layer and the metal electrode are provided on the glass plate in this order, and the airgel thin film is provided between the glass plate and the light emitting layer. Light is incident on the glass plate through the airgel thin film having a small refractive index, and is emitted from the surface of the glass plate.The rate of loss as guided light is reduced, and the extraction rate from the surface of the glass plate is increased. The light of the light emitting layer can be reflected by the metal electrode and emitted from the surface of the glass plate, and the brightness of the surface of the flat light emitting plate is increased.
【0076】また本発明の請求項5に係る平面発光板
は、ガラス板上に電極及び電子線が照射されることによ
って発光する発光層を設けて形成され、発光層が蛍光体
粒子を分散又は担持させたエアロゲル薄膜で形成されて
いるので、エアロゲル薄膜に電子線が照射されるとエア
ロゲル薄膜中の蛍光体粒子が発光し、この発光した光は
屈折率が小さいエアロゲル薄膜からガラス板に入射し
て、ガラス板の表面から出射するものであり、導波光と
して失われる率が小さくなって、ガラス板の表面からの
取り出し率が高くなるものであり、平面発光板の表面の
輝度が高くなるものである。The flat light-emitting plate according to claim 5 of the present invention is formed by providing a light-emitting layer which emits light by irradiating an electrode and an electron beam on a glass plate, and the light-emitting layer disperses or emits phosphor particles. Since the airgel thin film is formed of a supported airgel thin film, when the airgel thin film is irradiated with an electron beam, the phosphor particles in the airgel thin film emit light, and the emitted light enters the glass plate from the airgel thin film having a small refractive index. The light emitted from the surface of the glass plate, the rate of loss as guided light decreases, the rate of extraction from the surface of the glass plate increases, and the luminance of the surface of the flat light emitting plate increases. It is.
【0077】本発明の請求項6に係る平面発光板の製造
方法は、請求項2に記載の平面発光板を製造するにあた
って、ガラス板上にアルコキシシラン溶液の塗布及び乾
燥によってシリカエアロゲル薄膜を形成した後、その上
に気相法により透明導電膜を形成して透明電極を設け、
さらにその上に発光層を形成するようにしたので、エア
ロゲル薄膜を屈折率が1に近く低いシリカエアロゲルで
容易に形成することができるものである。In the method for manufacturing a flat light emitting plate according to claim 6 of the present invention, in manufacturing the flat light emitting plate according to claim 2, a silica airgel thin film is formed on a glass plate by applying and drying an alkoxysilane solution. After that, a transparent conductive film is formed thereon by a vapor phase method to provide a transparent electrode,
Further, since the light emitting layer is formed thereon, the airgel thin film can be easily formed of silica airgel having a refractive index close to 1 and low.
【0078】また本発明の請求項7に係る平面発光板の
製造方法は、請求項3に記載の平面発光板を製造するに
あたって、ガラス板上に透明導電膜を形成して透明電極
を設け、その上にアルコキシシラン溶液の塗布及び乾燥
によってシリカエアロゲル薄膜を形成した後、さらにそ
の上に発光層を形成するようにしたので、エアロゲル薄
膜を屈折率が1に近く低いシリカエアロゲルで容易に形
成することができるものである。According to a method of manufacturing a flat light emitting plate according to claim 7 of the present invention, in manufacturing the flat light emitting plate according to claim 3, a transparent conductive film is formed on a glass plate and a transparent electrode is provided. After forming a silica airgel thin film by applying and drying an alkoxysilane solution thereon, a light emitting layer is further formed thereon, so that the airgel thin film is easily formed of silica airgel having a refractive index close to 1 and low. Is what you can do.
【0079】また本発明の請求項8に係る平面発光板の
製造方法は、請求項4に記載の平面発光板を製造するに
あたって、ガラス板上にアルコキシシラン溶液の塗布及
び乾燥によってシリカエアロゲル薄膜を形成し、その上
に発光層を形成した後、さらにその上に金属薄膜を形成
して金属電極を設けるようにしたので、エアロゲル薄膜
を屈折率が1に近く低いシリカエアロゲルで容易に形成
することができるものである。In the method for manufacturing a flat light emitting plate according to claim 8 of the present invention, in manufacturing the flat light emitting plate according to claim 4, a silica airgel thin film is formed by applying and drying an alkoxysilane solution on a glass plate. After forming a light emitting layer thereon, a metal thin film is further formed thereon to provide a metal electrode, so that an airgel thin film can be easily formed of silica airgel having a refractive index close to 1 and low. Can be done.
【0080】本発明の請求項9に係る平面ブラウン管デ
ィスプレイは、上記の請求項1乃至5のいずれかに記載
の平面発光板と、発光層に電子線を照射する電子銃とを
具備して形成されるものであり、表面の輝度が高い平面
発光板によって、明るい平面ブラウン管ディスプレイと
することができるものである。A flat-panel CRT display according to a ninth aspect of the present invention includes the flat light-emitting plate according to any one of the first to fifth aspects and an electron gun for irradiating the light-emitting layer with an electron beam. A bright flat CRT display can be realized by a flat light emitting plate having a high surface luminance.
【0081】また本発明の請求項10に係るフィールド
エミッションディスプレイは、上記の請求項1乃至5の
いずれかに記載の平面発光板と、発光層に電子線を照射
する電界放出電子線源とを具備して形成されるものであ
り、表面の輝度が高い平面発光板によって、明るいフィ
ールドエミッションディスプレイとすることができるも
のである。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a field emission display comprising the flat light emitting plate according to any one of the first to fifth aspects and a field emission electron beam source for irradiating the light emitting layer with an electron beam. The light emitting element is formed so as to have a bright field emission display by a flat light emitting plate having a high surface luminance.
【図1】本発明の実施の形態の一例の概略構成を示す断
面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an example of an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態の他の一例の概略構成を示
す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of another example of the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態の他の一例の概略構成を示
す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of another example of the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施の形態の他の一例の概略構成を示
すものであり、(a),(b)はそれぞれ断面図であ
る。FIG. 4 shows a schematic configuration of another example of the embodiment of the present invention, and (a) and (b) are cross-sectional views, respectively.
【図5】従来例の概略構成を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a schematic configuration of a conventional example.
1 ガラス板 2 電極 2a 透明電極 2b 金属電極 3 発光層 4 エアロゲル薄膜 5 電子線源 5a 電子銃 5b 電界放出電子線源 Reference Signs List 1 glass plate 2 electrode 2a transparent electrode 2b metal electrode 3 light emitting layer 4 airgel thin film 5 electron beam source 5a electron gun 5b field emission electron beam source
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 謙司 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 5C028 FF05 FF06 5C036 AA01 EE01 EF01 EF06 EF08 EG02 EH04 5C094 AA10 AA43 BA32 BA34 DA13 DB10 EA05 EB02 ED01 FA02 FB01 FB15 GB10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Kenji Kono 1048 Kazuma Kadoma, Kadoma-shi, Osaka F-term in Matsushita Electric Works Co., Ltd. DB10 EA05 EB02 ED01 FA02 FB01 FB15 GB10
Claims (10)
ることによって発光する発光層を設けて形成され、ガラ
ス板と発光層の間にエアロゲル薄膜が設けられているこ
とを特徴とする平面発光板。1. A flat surface, comprising a glass plate provided with a light emitting layer which emits light when irradiated with an electrode and an electron beam, and an airgel thin film provided between the glass plate and the light emitting layer. Light emitting plate.
に設けて形成され、ガラス板と透明電極の間にエアロゲ
ル薄膜が設けられていることを特徴とする請求項1に記
載の平面発光板。2. The planar light emitting device according to claim 1, wherein a transparent electrode and a light emitting layer are provided in this order on a glass plate, and an airgel thin film is provided between the glass plate and the transparent electrode. Board.
に設けて形成され、透明電極と発光層の間にエアロゲル
薄膜が設けられていることを特徴とする請求項1に記載
の平面発光板。3. The planar light emitting device according to claim 1, wherein a transparent electrode and a light emitting layer are provided in this order on a glass plate, and an airgel thin film is provided between the transparent electrode and the light emitting layer. Board.
に設けて形成され、ガラス板と発光層の間にエアロゲル
薄膜が設けられていることを特徴とする請求項1に記載
の平面発光板。4. The planar light emitting device according to claim 1, wherein a light emitting layer and a metal electrode are provided in this order on a glass plate, and an airgel thin film is provided between the glass plate and the light emitting layer. Board.
ることによって発光する発光層を設けて形成され、発光
層が蛍光体粒子を分散又は担持させたエアロゲル薄膜で
形成されていることを特徴とする平面発光板。5. A light-emitting layer, which emits light when irradiated with an electrode and an electron beam, is formed on a glass plate, and the light-emitting layer is formed of an airgel thin film in which phosphor particles are dispersed or supported. Features a flat light-emitting plate.
にあたって、ガラス板上にアルコキシシラン溶液の塗布
及び乾燥によってシリカエアロゲル薄膜を形成した後、
その上に気相法により透明導電膜を形成して透明電極を
設け、さらにその上に発光層を形成することを特徴とす
る平面発光板の製造方法。6. A method for manufacturing the flat light emitting plate according to claim 2, wherein a silica airgel thin film is formed on a glass plate by applying and drying an alkoxysilane solution.
A method for manufacturing a flat light-emitting plate, comprising forming a transparent electrode thereon by forming a transparent conductive film by a vapor phase method, and further forming a light-emitting layer thereon.
にあたって、ガラス板上に透明導電膜を形成して透明電
極を設け、その上にアルコキシシラン溶液の塗布及び乾
燥によってシリカエアロゲル薄膜を形成した後、さらに
その上に発光層を形成することを特徴とする平面発光板
の製造方法。7. In manufacturing the flat light emitting plate according to claim 3, a transparent conductive film is formed on a glass plate, a transparent electrode is provided, and a silica airgel thin film is formed thereon by applying and drying an alkoxysilane solution. A method for manufacturing a flat light-emitting plate, further comprising forming a light-emitting layer thereon after the formation.
にあたって、ガラス板上にアルコキシシラン溶液の塗布
及び乾燥によってシリカエアロゲル薄膜を形成し、その
上に発光層を形成した後、さらにその上に金属薄膜を形
成して金属電極を設けることを特徴とする平面発光板の
製造方法。8. In producing the flat light-emitting plate according to claim 4, a silica airgel thin film is formed on a glass plate by applying and drying an alkoxysilane solution, and a light-emitting layer is formed thereon. A method for manufacturing a flat light-emitting plate, comprising forming a metal thin film thereon and providing a metal electrode.
発光板と、発光層に電子線を照射する電子銃とを具備し
て成ることを特徴とする平面ブラウン管ディスプレイ。9. A flat-panel CRT display comprising the flat light-emitting plate according to claim 1, and an electron gun for irradiating the light-emitting layer with an electron beam.
面発光板と、発光層に電子線を照射する電界放出電子線
源とを具備して成ることを特徴とするフィールドエミッ
ションディスプレイ。10. A field emission display comprising: the flat light-emitting plate according to claim 1; and a field emission electron beam source for irradiating the light-emitting layer with an electron beam.
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-
2000
- 2000-03-15 JP JP2000072989A patent/JP2001266768A/en not_active Withdrawn
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