JP2004221074A

JP2004221074A - 表示装置

Info

Publication number: JP2004221074A
Application number: JP2003431164A
Authority: JP
Inventors: Takashi Chigusa; 尚千草; Keisuke Iida; 圭介飯田; Shuzo Matsuda; 秀三松田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】従来と同様の製造プロセスを用いて、蛍光体輝度を維持しつつ、コントラストを向上させた表示装置を提供すること。
【解決手段】表示パネルの内面に赤色発光蛍光体膜、緑色発光蛍光体膜、及び青色発光蛍光体膜を具備する表示装置において、前記赤色発光蛍光体膜の赤色蛍光体粒子は、６〜１２μｍの平均粒径を有し、かつこの赤色蛍光体粒子の平均粒径の１／１００〜１／１０の平均粒径を有する赤色顔料で被覆されており、前記赤色蛍光体はＹ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ系であり、前記赤色蛍光体中のＥｕ濃度が６０ｐｐｍ以下であり、更に前記赤色蛍光体の発光色度のｘ値が０．６２０以上であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は，表示パネル内面に赤、青、緑の３色の蛍光体層を具備する表示装置に関する。

近年、カラー陰極線管等の表示装置のコントラストを向上させる方法として様々な方法が提案されている。例えば、赤色蛍光体および青色蛍光体の粒子表面にそれぞれ赤色顔料及び青色顔料を被覆して、コントラストを向上させる方法が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。

また、蛍光体層とフェースプレートとの間にカラーフィルターを設けることにより、コントラストを向上させる方法も知られている（例えば、特許文献３〜５参照）。

しかしながら、前記蛍光体粒子表面に同色の顔料を被覆する方法は、顔料が蛍光体の発光を吸収して輝度を低下させてしまうため、顔料の付着量を低く制限せざるを得ず、コントラストの向上を図ることが出来ない。

また、蛍光体層とフェースプレートとの間にカラーフィルターを設ける方法は、コントラストを向上させるには良好であるが、製造プロセスが著しく複雑で、かつ製造が困難となり、製造コストが上昇してしまうという難点がある。

更に、赤色蛍光体中のＥｕ濃度を増加することにより、赤色蛍光体の色純度及び発光輝度の向上を目指す方法も知られている（例えば、特許文献６参照）が、高価なＥｕを多量に使用するため、コストが上昇してしまうという問題がある。
特開平６−２７５２０９号公報特開平１０−１１２２６６号公報特公昭５２−１４５８７号公報特開平９−２７２８４号公報特開平１１−２０４０５６号公報特開平６−５２８０７号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、従来と同様の製造プロセスを用いて、蛍光体輝度を維持しつつ、コントラストを向上させた表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、表示パネルの内面に赤色発光蛍光体膜、緑色発光蛍光体膜、及び青色発光蛍光体膜を具備する表示装置において、前記赤色発光蛍光体膜の赤色蛍光体粒子は、６〜１２μｍの平均粒径を有し、かつこの赤色蛍光体粒子の平均粒径の１／１００〜１／１０の平均粒径を有する赤色顔料で被覆されており、前記赤色蛍光体はＹ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ系であり、前記赤色蛍光体中のＥｕ濃度が６０ｐｐｍ以下であり、更に前記赤色蛍光体の発光色度のｘ値が０．６２０以上であることを特徴とする表示装置を提供する。

以上のように構成される表示装置において、赤色蛍光体中のＥｕ濃度は４０〜６０ｐｐｍであり、前記赤色蛍光体の発光色度のｘ値は０．６３０以上であることが望ましい。

また、本発明は、表示パネルの内面に、光吸収層、赤色発光蛍光体膜、緑色発光蛍光体膜、及び青色発光蛍光体膜を具備する表示装置において、前記赤色発光蛍光体膜の赤色蛍光体粒子は、６〜１２μｍの平均粒径を有し、かつこの赤色蛍光体粒子の平均粒径の１／１００〜１／１０の平均粒径を有する赤色顔料で被覆されており、前記赤色蛍光体はＹ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ系であり、前記赤色蛍光体中のＥｕ濃度は、前記光吸収層、赤色発光蛍光体膜、緑色発光蛍光体膜、及び青色発光蛍光体膜の合計量に対し２０ｐｐｍ以下であり、更に前記赤色蛍光体の発光色度のｘ値が０．６２０以上であることを特徴とする表示装置を提供する。

本発明の表示装置において、赤色蛍光体の発光スペクトルは、６００ｎｍから６２０ｎｍの領域および６２０ｎｍから６４０ｎｍの領域にそれぞれスペクトルピークを有し、かつ、６２０ｎｍから６４０ｎｍの領域のスペクトル強度を１００とした場合の６００ｎｍから６２０ｎｍの領域のスペクトル強度が５０以下であることが望ましい。

本発明の表示装置に使用される赤色顔料は、Ｆｅ、Ｍｏ及びＣｄからなる群から選ばれた少なくとも１種を含むものとすることが出来る。このような赤色顔料は、べんがらであることが望ましい。

本発明は、陰極線管、プラズマディスプレー、ＥＬ表示装置等、様々な表示装置に適用可能であるが、カラー陰極線管に適用するのが望ましい。

本発明によると、赤色蛍光体として、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ系蛍光体粒子表面を赤色顔料で被覆したものを用い、Ｅｕ付活量および発光色度を所定の範囲に規定することにより、蛍光体輝度を維持しつつ、コントラストを向上させた表示装置を、従来と同様の製造プロセスにより得ることが可能である。

以下、本発明の実施の形態に係る表示装置について、カラー陰極線管に適用した例について詳細に説明する。

本発明の一実施形態に係る表示装置に使用される赤色蛍光体は、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ系である。このＹ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ系蛍光体は、輝度が高く、カラー陰極線管用の赤色蛍光体として好適である。

Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ系蛍光体中のＥｕ濃度は、６０ｐｐｍ以下である必要がある。Ｅｕ濃度が６０ｐｐｍを超えると、輝度が低下してしまう。なお、通常、カラー陰極線管に使用されるＹ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ系蛍光体中のＥｕ濃度は８０ｐｐｍ程度であるが、本発明では、それよりもかなり低いＥｕ濃度を採用している。Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ系蛍光体中の好ましいＥｕ濃度は、４０〜６０ｐｐｍである。

なお、単にＥｕ濃度を６０ｐｐｍ以下にするだけでは、０．６２０以上のｘ値を得ることが出来ない。これに対し、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ系蛍光体の表面に赤色顔料を付着させることにより、所望のｘ値を得ることが出来るが、そうすると発光輝度が劣化するという問題が生ずる。

本発明においては、以下に説明するように、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ系蛍光体の平均粒径、及び蛍光体と顔料の平均粒径の比を所定の範囲に限定することにより、発光色度と発光輝度の両立を図ることが出来ることが見出された。

即ち、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ系蛍光体の平均粒径は、６〜１２μｍであることが望ましい。Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ系蛍光体の平均粒径が６μｍ未満では、蛍光体粒子表面に被覆される赤色顔料の量が少な過ぎて、良好な発光色度を得ることが困難となる。一方、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ系蛍光体の平均粒径が１２μｍを越えると、蛍光体粒子表面に被覆される赤色顔料の量が多すぎて、発光輝度の劣化が生じ易い。

本発明をカラー陰極線管に適用した場合、表示パネルの内面に、赤色蛍光体膜、緑色蛍光体膜、青色蛍光体膜、及びブラックストライプ膜が形成されるが、これらの合計重量に対するＥｕ濃度は、２０ｐｐｍ以下、好ましくは１０〜２０ｐｐｍである。Ｅｕ濃度をこのように規定するのは、蛍光体中のＥｕ濃度よりも、蛍光面全体に対するＥｕ濃度のほうが、測定が容易であるからである。

本発明の一実施形態に係る表示装置に使用される赤色蛍光体の粒子表面には、赤色顔料が被覆されている。本発明に使用可能な赤色顔料として、Ｆｅ、Ｍｏ及びＣｄからなる群から選ばれた少なくとも１種を含むものを用いることが出来るが、Ｆｅを含むもの、例えばＦｅ_２Ｏ_３を好ましく用いることが出来る。Ｆｅ_２Ｏ_３のα態は、べんがらとして知られている。

使用される赤色顔料の平均粒径は、赤色蛍光体粒子の平均粒径の１／１００〜１／１０であるのが望ましい。赤色顔料の平均粒径が赤色蛍光体粒子の平均粒径の１／１００未満では、微細すぎて取り扱いが困難となり、一方、１／１０を越えると、顔料に入射する光の吸収率が大きくなるため、発光輝度が小さくなってしまう。

赤色顔料の平均粒径が赤色蛍光体粒子の平均粒径の１／１００〜１／１０である場合には、赤色蛍光体中のＥｕ濃度が６０ｐｐｍ以下であっても、十分な発光色度と発光輝度との両立を図ることが出来る。

なお、好ましい赤色顔料の平均粒径は、０．２μｍ以下であり、より好ましくは、０．０５〜０．１５μｍである。

赤色蛍光体粒子表面の赤色顔料の被覆量は、Ｅｕ濃度に応じて変化するために、一義的に定めることは困難であるが、多すぎると輝度が低下し、少なすぎるとコントラスト上昇効果が得られない。赤色蛍光体粒子表面に赤色顔料を被覆することにより、赤色蛍光体の発光色度のｘ値が増加するが、本発明において、このｘ値は０．６２０以上であることが必要である。従って、赤色顔料の被覆量は、０．６２０以上のｘ値を得るに十分な量であると言える。なお、好ましいｘ値は、０．６３０以上である。

通常、赤色蛍光体の発光スペクトルは、６００ｎｍから６２０ｎｍと、６２０ｎｍから６４０ｎｍの領域にそれぞれスペクトルピークを有するが、赤色蛍光体の粒子表面に赤色顔料を被覆すると、その発光スペクトルは、６００ｎｍから６２０ｎｍの領域のピークが低くなり、６２０ｎｍから６４０ｎｍの領域のピークが高くなり、その結果、ｘ値が増加する。

本発明では、６２０ｎｍから６４０ｎｍの領域のスペクトル強度を１００とした場合の６００ｎｍから６２０ｎｍの領域のスペクトル強度を５０以下としており、それによって０．６２０以上のｘ値を得ている。なお、６００ｎｍから６２０ｎｍの領域のスペクトル強度は、好ましくは４０以下であるのがよい。

本発明において、赤色蛍光体粒子表面の赤色顔料の被覆方法は、特に限定されない。例えば、顔料と分散剤を含む顔料分散液中に赤色蛍光体粒子を加え、乾燥することにより、容易に被覆することが可能である。

実施例
以下、本発明の実施例を示し、本発明についてより具体的に説明する。

実施例１
カラー陰極線管のガラスパネルの内面に、赤色蛍光体層のみを通常のスラリー法により形成した。蛍光体スラリーは、蛍光体、界面活性剤及び純水を混合撹拌して調製した。

赤色発光蛍光体としては、平均粒径が７．５μｍであり、Ｅｕ濃度が４５ｐｐｍおよび７０ｐｐｍのＹ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ蛍光体に、赤色顔料として、平均粒径が０．１０μｍのベンガラを０．１重量％、０．２重量％、０．３重量％、および０．４重量％被覆させたものを用いた。

この蛍光体を形成したパネルを用いて、通常のカラー陰極線管を製造する方法により陰極線管を製造し、輝度及び発光色度を測定した。その結果を図１に示す。

図１は、赤色蛍光体Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：ＥｕのＥｕ付活濃度が４５ｐｐｍの場合と７０ｐｐｍの場合の発光色度と輝度特性との関係を示す。

なお、これらの陰極線管の輝度、発光色度は、大塚電子社製ＭＣＰＤ２０００にて測定し、外光反射についてはトプコン社製ＢＭ−５Ａを用い、標準白色反射板との比較にて測定した。

図１に示す特性図から、Ｅｕ濃度が多い輝度特性が悪化するが、発光色度は向上することがわかる。また、顔料の被覆量については、顔料の被覆量が多くなるに従って、輝度特性が悪化し、一方、発光輝度は向上することがわかる。

また、顔料を被覆することにより蛍光体が発光しないときの黒さが増加するため、Ｅｕの付活濃度を下げるとともに、顔料をより被覆することにより、輝度特性、色度をそれほど変えることなく、赤色蛍光体の黒レベルを改善し、結果としてコントラストを向上させることが可能である。

このように、赤色蛍光体の粒子表面に赤色顔料を被覆するとともに、Ｅｕの付活濃度を６０ｐｐｍ以下に下げることにより、所望の輝度及び色度を有するとともにコントラストの優れた陰極線管を得ることが出来る。

実施例２
まず、カラー陰極線管のガラスパネルの内面に、ブラックストライプとして所定パターンの光吸収層を公知の方法で形成した。すなわち、パネル内面にフォトレジスト層を形成し、シャドウマスクを介して露光した後、現像・乾燥して、蛍光体層の形成予定部にストライプ状の光硬化膜を残留させた。次いで、全面に、黒鉛のような光吸収物質を塗布した後、過酸化水素水などの酸を塗布し、光硬化膜を溶解させ、その後高圧水により、その上の光吸収物質を除去し、蛍光体層の形成予定部を露出させたブラックストライプ層を形成した。

次に、このようにして光吸収層が形成されたパネル内面に、青蛍光体層、緑蛍光体層、赤蛍光体層を、それぞれ通常のスラリー法により順に形成した。使用した蛍光体スラリーは、蛍光体、界面活性剤及び純水を混合撹拌して調製した。

なお、赤色発光蛍光体としては、平均粒径が９．５μｍである、Ｅｕ濃度が８０ｐｐｍ、６０ｐｐｍおよび４０ｐｐｍのＹ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ蛍光体に、赤色顔料として、平均粒径０．１５μｍのベンガラを０．１重量％、０．２重量％、および０．３重量％被覆させたものを用いた。また、青色発光蛍光体としては、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌを、緑色発光蛍光体としては、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌをそれぞれ用いた。

こうして、パネル内面にブラックストライプおよび各色蛍光体層がそれぞれ所定のパターンで形成された蛍光面が得られた。

この蛍光体を形成したパネルを用いて、通常のカラー陰極線管を製造する方法により陰極線管を製造し、輝度、発光色度、外光反射率、および６２０ｎｍから６４０ｎｍの領域の発光スペクトルのピークを１００とした時の６００ｎｍから６２０ｎｍの領域の発光スペクトルピークの値を測定した。

それらの結果を下記表１に示す。

上記表１から、Ｅｕ付活量が６０ｐｐｍ以下で、発光色度が０．６２０以上であるものは、顔料付着量によらず、輝度が１３．０ｃｄ／ｃｍ^２以上で、かつ外光反射率が３．５％以下とコントラストが優れていることがわかる。また、これらの蛍光体における、６２０ｎｍから６４０ｎｍの領域の発光スペクトルのピークを１００とした時の６００ｎｍから６２０ｎｍの領域の発光スペクトルピークの値の発光スペクトルは、いずれも５０以下であることがわかる。

実施例３
カラー陰極線管のガラスパネルの内面に、赤色蛍光体層のみを通常のスラリー法により形成した。蛍光体スラリーは、蛍光体、界面活性剤及び純水を混合撹拌して調製した。

赤色発光蛍光体としては、Ｅｕ濃度が６０ｐｐｍの、平均粒径が５μｍ、６μｍ、１０μｍ、１２μｍ、１３μｍのＹ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ蛍光体に、その平均粒径が０．０５μｍ、０．０６μｍ、０．１０μｍ、０．１２μｍ、０．１５μｍのベンガラを０．２重量部被覆させたものを用いた。

この蛍光体を形成したパネルを用いて、通常のカラー陰極線管を製造する方法により陰極線管を製造し、輝度及び発光色度を測定した。その結果を表２に示す。

上記表２から、蛍光体平均粒径が６μｍから１２μｍにおいて、輝度が１３．０を超えるものがあることがわかる。また、顔料平均粒径は、大きいほど発光色度が良化し、蛍光体の平均粒径に対し、１／１０から１／１００で輝度が良化することがわかる。

なお、以上の実施例では、本発明をカラー陰極線管に適用した例について説明したが、本発明は、陰極線管に限らず、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）やＥＬ表示装置のような蛍光体を用いた表示装置に適用することも可能である。

赤色蛍光体Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：ＥｕのＥｕ付活濃度が４５ｐｐｍの場合と７０ｐｐｍの場合の発光色度と輝度特性との関係を示す特性図。

Claims

表示パネルの内面に赤色発光蛍光体膜、緑色発光蛍光体膜、及び青色発光蛍光体膜を具備する表示装置において、
前記赤色発光蛍光体膜の赤色蛍光体粒子は、６〜１２μｍの平均粒径を有し、かつこの赤色蛍光体粒子の平均粒径の１／１００〜１／１０の平均粒径を有する赤色顔料で被覆されており、前記赤色蛍光体はＹ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ系であり、前記赤色蛍光体中のＥｕ濃度が６０ｐｐｍ以下であり、更に前記赤色蛍光体の発光色度のｘ値が０．６２０以上であることを特徴とする表示装置。
前記赤色蛍光体中のＥｕ濃度は４０〜６０ｐｐｍであり、前記前記赤色蛍光体の発光色度のｘ値は０．６３０以上であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
表示パネルの内面に、光吸収層、赤色発光蛍光体膜、緑色発光蛍光体膜、及び青色発光蛍光体膜を具備する表示装置において、
前記赤色発光蛍光体膜の赤色蛍光体粒子は、６〜１２μｍの平均粒径を有し、かつこの赤色蛍光体粒子の平均粒径の１／１００〜１／１０の平均粒径を有する赤色顔料で被覆されており、前記赤色蛍光体はＹ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ系であり、前記赤色蛍光体中のＥｕ濃度は、前記光吸収層、赤色発光蛍光体膜、緑色発光蛍光体膜、及び青色発光蛍光体膜の合計量に対し２０ｐｐｍ以下であり、更に前記赤色蛍光体の発光色度のｘ値が０．６２０以上であることを特徴とする表示装置。
前記赤色蛍光体の発光スペクトルにおいて、６００ｎｍから６２０ｎｍの領域および６２０ｎｍから６４０ｎｍの領域にそれぞれスペクトルピークを有し、かつ、６２０ｎｍから６４０ｎｍの領域のスペクトル強度を１００とした場合の６００ｎｍから６２０ｎｍの領域のスペクトル強度が５０以下であることを特徴とする請求項１又は３に記載の表示装置。
前記赤色顔料は、Ｆｅ、Ｍｏ及びＣｄからなる群から選ばれた少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１又は３に記載の表示装置。
前記赤色顔料は、べんがらであることを特徴とする請求項１又は３に記載の表示装置。
カラー陰極線管であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の表示装置。