JP2007329027A - Field emission display - Google Patents

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Nobuyuki Yokozawa
信幸 横沢
Masaaki Tamaya
正昭 玉谷
Yumi Fukuda
由美 福田
Hironori Asai
博紀 浅井
Naohisa Matsuda
直寿 松田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a field emission display (FED) which is excellent in display characteristics such as a color reproductivity with a high luminance by forming a red light-emitting layer with a high luminance. <P>SOLUTION: The FED is provided with a phosphor layer formed inside a display panel, an electron emitting source to irradiate an electron beam of an accelerating voltage of 5 to 15kV on the phosphor layer and emit light and a peripheral unit to vacuum-seal the electron emitting source and the phosphor layer. The phosphor layer is composed of a layer mixed and made of a blue phosphor or a green phosphor which emits a blue light or a green light by being energized by the electron beam emitted from the electron emitting source and a red phosphor which emits a red light by being energized by the electron emitted form the electron emitting source and emits a red light by being energized by the blue light or the green light emitted from the blue phosphor or the green phosphor. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電界放出型表示装置に関する。   The present invention relates to a field emission display device.

マルチメディア時代の到来に伴って、デジタルネットワークのコア機器となるディスプレイ装置には、大画面化や高精細化、コンピュータ等の多様なソースへの対応性などが求められている。   With the advent of the multimedia era, display devices, which are core devices of digital networks, are required to have large screens, high definition, and compatibility with various sources such as computers.

ディスプレイ装置の中で、電界放出型冷陰極素子などの電子放出素子を用いた電界放出型表示装置(フィールドエミッションディスプレイ;FED)は、様々な情報を緻密で高精細に表示することのできる大画面で薄型のデジタルデバイスとして、近年盛んに研究・開発が進められている。   Among display devices, field emission display devices (field emission display; FED) using electron emission elements such as field emission cold cathode elements are large screens capable of displaying various information in a precise and high definition. As a thin and thin digital device, research and development have been actively conducted in recent years.

FEDは、基本的な表示原理が陰極線管(CRT)と同じであり、電子線により蛍光体を励起して発光させているが、電子線の加速電圧(励起電圧)がCRTに比べて低いうえに、電子線による単位時間当りの電流も低い。したがって、十分な輝度を得るために、CRTに比べて非常に長い励起時間を必要としている。このことは、所定の輝度を得るための単位面積当たりの投入電荷量を多くしなければならないことや、単位パルス当りの励起エネルギー密度を増加させることにつながり、蛍光体の寿命の悪化や輝度が所定の値に対して不十分になることが生じる。そのため、従来からCRT用として使用されている硫化亜鉛を母体とする蛍光体を使用したのでは、十分な発光輝度や寿命を得ることが難しかった。(例えば、特許文献1参照)このような背景から、発光輝度の高いFED用蛍光体が要望されている。   The FED has the same basic display principle as a cathode ray tube (CRT) and excites a phosphor with an electron beam to emit light. However, the acceleration voltage (excitation voltage) of the electron beam is lower than that of a CRT. In addition, the current per unit time by the electron beam is also low. Therefore, in order to obtain sufficient luminance, a very long excitation time is required as compared with CRT. This leads to an increase in the amount of input charge per unit area for obtaining a predetermined luminance, and an increase in excitation energy density per unit pulse. It may become insufficient for a given value. For this reason, it has been difficult to obtain sufficient light emission luminance and lifetime when a phosphor based on zinc sulfide, which has been used for CRTs, is used. (For example, refer patent document 1) From such a background, the fluorescent substance for FEDs with high light-emission brightness is desired.

従来から、励起電圧が5kV以下の電子線を照射した場合、化学式:SrGa:Euで表されるユーロピウム付活チオガレート蛍光体が比較的発光強度の高い緑色発光を示すことが知られている。またこの蛍光体は、通常のCRT用として、発光輝度は硫化亜鉛蛍光体に及ばないものの発光色が良好であることから、使用できるレベルの蛍光体であることが知られている。 Conventionally, it is known that when irradiated with an electron beam having an excitation voltage of 5 kV or less, the europium-activated thiogallate phosphor represented by the chemical formula: SrGa 2 S 4 : Eu emits green light with a relatively high emission intensity. Yes. Further, this phosphor is known to be a phosphor that can be used because it has a good emission color, although the emission luminance does not reach that of the zinc sulfide phosphor for ordinary CRT.

一方、FED用の赤色蛍光体としては、イットリウム酸硫化物蛍光体が良好な発光特性を示すことが知られているが、この蛍光体は、単位パルスあたりの励起エネルギー密度が増加すると、他の蛍光体に比べて発光効率の低下が大きいため、発光輝度は必ずしも十分ではなかった。そして、FED用赤色蛍光体として、種々の化学組成を有する化合物が検討されているが、発光色が良好で発光輝度の高い蛍光体は未だ得られていない。
特開2002−226847公報
On the other hand, as a red phosphor for FED, it is known that a yttrium oxysulfide phosphor exhibits a good light emission characteristic. However, when the excitation energy density per unit pulse increases, Since the emission efficiency is greatly reduced as compared with the phosphor, the emission luminance is not always sufficient. And as the red phosphor for FED, compounds having various chemical compositions have been studied, but phosphors having good emission color and high emission luminance have not been obtained yet.
JP 2002-226847 A

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、発光輝度が高い赤色発光層を形成することによって、高輝度で色再現性などの表示特性に優れた電界放出型表示装置(FED)を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve such problems, and by forming a red light emitting layer having a high light emission luminance, a field emission display device (FED) having high luminance and excellent display characteristics such as color reproducibility. ).

本発明の電界放出型表示装置は、表示パネルの内面に形成された蛍光体層と、前記蛍光体層に加速電圧が5〜15kVの電子線を照射して発光させる電子放出源と、前記電子放出源と前記蛍光体層を真空封止する外囲器とを具備する電界放出型表示装置であり、前記蛍光体層は、前記電子放出源から放出される電子線により励起されて青色光または緑色光を発光する青色蛍光体または緑色蛍光体と、前記電子放出源から放出される電子線により励起されて赤色光を発するとともに、前記青色蛍光体または緑色蛍光体から発せられる青色光または緑色光により励起されて赤色光を発する赤色蛍光体とが、混成された層を有することを特徴とする。   The field emission display device of the present invention includes a phosphor layer formed on an inner surface of a display panel, an electron emission source that emits light by irradiating the phosphor layer with an electron beam having an acceleration voltage of 5 to 15 kV, and the electron A field emission display device comprising: an emission source; and an envelope for vacuum-sealing the phosphor layer, wherein the phosphor layer is excited by an electron beam emitted from the electron emission source to emit blue light or A blue phosphor or a green phosphor emitting green light and a red light emitted from the blue phosphor or the green phosphor when excited by an electron beam emitted from the electron emission source and emitted from the blue phosphor or the green phosphor. And a red phosphor that emits red light when excited by the above-described structure.

本発明の電界放出型表示装置によれば、表示パネルの内面に、10kV前後の加速電圧のパルス型電子線の励起により青色光または緑色光を発する青色蛍光体または緑色蛍光体とともに、この蛍光体から発せられる青色光または緑色光の光励起により赤色光を発する赤色蛍光体が混成された層が形成されているので、高い発光効率の赤色発光が得られ、赤色発光の輝度が向上する。   According to the field emission display device of the present invention, the phosphor together with a blue phosphor or a green phosphor emitting blue light or green light by excitation of a pulsed electron beam having an acceleration voltage of about 10 kV on the inner surface of the display panel. Since a layer in which a red phosphor emitting red light is emitted by excitation of blue light or green light emitted from is formed, red light emission with high light emission efficiency is obtained, and the luminance of red light emission is improved.

また、光励起される窒化物系などの赤色蛍光体の輝度寿命はほとんど問題にならず、パルス型電子線により直接励起される青色蛍光体または緑色蛍光体の寿命が、蛍光体の寿命にそのまま反映されるため、従来から知られているイットリウム酸硫化物蛍光体より寿命が悪化すると考えられるが、他色との寿命バランスが良化し、電子線照射中での白色の色ずれが非常に少なくなるという利点がある。したがって、高輝度で表示特性が良好でありかつ長寿命の電界放出型表示装置を実現することができる。   In addition, the brightness lifetime of light-excited nitride-based red phosphors is not a problem, and the lifetime of blue or green phosphors directly excited by a pulsed electron beam is directly reflected in the lifetime of the phosphor. Therefore, the lifetime is considered to be worse than the conventionally known yttrium oxysulfide phosphor, but the lifetime balance with other colors is improved, and the color shift of white during electron beam irradiation is extremely reduced. There is an advantage. Therefore, a field emission display device having high luminance, good display characteristics, and a long lifetime can be realized.

以下、本発明を実施するための形態について説明する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.

本発明の実施形態である電界放出型表示装置(FED)は、ガラス基板などの透明基板の上に蛍光体層が形成された表示パネル(フェイスプレート)と、この蛍光体層に加速電圧が5〜15kVの電子線を照射して発光させる電子放出源をそれぞれ有している。   A field emission display (FED) according to an embodiment of the present invention includes a display panel (face plate) in which a phosphor layer is formed on a transparent substrate such as a glass substrate, and an acceleration voltage of 5 on the phosphor layer. Each has an electron emission source that emits light by irradiation with an electron beam of ˜15 kV.

そして蛍光体層は、電子放出源から放出される電子線により励起されて青色光または緑色光を発する青色蛍光体または緑色蛍光体から成る層(青色蛍光体層または緑色蛍光体層)と、電子放出源から放出される電子線により励起されて赤色光を発光するとともに、青色蛍光体または緑色蛍光体から発せられる青色光または緑色光により励起されて赤色光を発光する赤色蛍光体から成る層(赤色蛍光体層)をそれぞれ有する。そして、実施形態においては、青色蛍光体層または緑色蛍光体層が赤色蛍光体層より電子放出源に近く位置するように積層されている。   The phosphor layer is composed of a blue phosphor or a green phosphor that emits blue light or green light when excited by an electron beam emitted from an electron emission source (a blue phosphor layer or a green phosphor layer), an electron A layer comprising a red phosphor that emits red light when excited by an electron beam emitted from an emission source and emits red light when excited by blue or green light emitted from a blue phosphor or a green phosphor. Each has a red phosphor layer). In the embodiment, the blue phosphor layer or the green phosphor layer is laminated so as to be positioned closer to the electron emission source than the red phosphor layer.

青色蛍光体または緑色蛍光体としては、例えば、化学式:ZnS:Ag,Alで実質的に表される銀(Ag)およびアルミニウム(Al)付活硫化亜鉛蛍光体が挙げられる。また、ユーロピウム(Eu)を付活剤とし、周期律表II族に属するアルカリ土類金属とガリウム(Ga)およびイオウ(S)をそれぞれ組合せた多元硫化物系の蛍光体を使用することもできる。   Examples of the blue phosphor or the green phosphor include silver (Ag) and aluminum (Al) activated zinc sulfide phosphor substantially represented by the chemical formula: ZnS: Ag, Al. It is also possible to use a multi-sulfide phosphor that combines europium (Eu) as an activator and a combination of an alkaline earth metal belonging to Group II of the periodic table and gallium (Ga) and sulfur (S). .

多元硫化物系蛍光体としては、化学式:SrGa:Euで実質的に表されるEu付活ストロンチウムチオガレート蛍光体、および化学式:BaGa:Euで実質的に表されるEu付活バリウムチオガレート蛍光体をそれぞれ挙げることができる。Eu付活ストロンチウムチオガレート蛍光体は、加速電圧が5〜15kVのパルス型電子線の照射により励起され、波長500〜550nmの領域に発光ピークを有する緑色光を発する。また、Eu付活バリウムチオガレート(BaGa:Eu)蛍光体は、加速電圧が5〜15kVのパルス型電子線の照射により励起され、波長480〜520nmの領域に発光ピークを有する青緑色または緑色の光(以下、緑色光と示す。)を発する。 Examples of the multi-sulfide phosphor include Eu-activated strontium thiogallate phosphor substantially represented by the chemical formula: SrGa 2 S 4 : Eu, and Eu substantially represented by the chemical formula: BaGa 2 S 4 : Eu. An activated barium thiogallate phosphor can be mentioned respectively. The Eu-activated strontium thiogallate phosphor is excited by irradiation with a pulsed electron beam having an acceleration voltage of 5 to 15 kV, and emits green light having an emission peak in a wavelength region of 500 to 550 nm. The Eu-activated barium thiogallate (BaGa 2 S 4 : Eu) phosphor is excited by irradiation with a pulsed electron beam having an acceleration voltage of 5 to 15 kV, and has a blue-green color having an emission peak in a wavelength range of 480 to 520 nm. Alternatively, green light (hereinafter referred to as green light) is emitted.

これらの多元硫化物系蛍光体において、Euは発光中心をなす付活剤であり、高い遷移確率を有しているので高い発光効率が得られる。付活剤であるEuは、蛍光体の母体であるストロンチウムチオガレート(SrGa)またはバリウムチオガレート(BaGa)に対して、0.1〜5.0モル%の範囲で含有されることが好ましい。より好ましいEuの含有割合は2.0〜4.0モル%である。Euの含有割合がこの範囲を外れる場合には、発光輝度や発光色度が低下するため好ましくない。 In these multi-element sulfide phosphors, Eu is an activator that forms a luminescent center and has a high transition probability, so that high luminous efficiency can be obtained. Eu as an activator is contained in a range of 0.1 to 5.0 mol% with respect to strontium thiogallate (SrGa 2 S 4 ) or barium thiogallate (BaGa 2 S 4 ) which is a base material of the phosphor. It is preferred that A more preferable Eu content is 2.0 to 4.0 mol%. If the Eu content is out of this range, the emission luminance and emission chromaticity are lowered, which is not preferable.

赤色蛍光体としては、周期律表II族に属するアルカリ土類金属とアルミニウム(Al)およびケイ素(Si)をそれぞれ含む窒化物系蛍光体が挙げられる。特に、化学式:CaAlSiN:Euで実質的に表されるユーロピウム(Eu)で付活された窒化物蛍光体を使用することが好ましい。この蛍光体において、Euは発光中心をなす付活剤であり、高い遷移確率を有しているので発光効率が高い。付活剤であるEuは、蛍光体の母体であるカルシウムアルミニウムシリコンナイトライド(CaAlSiN)に対して、0.5〜3.0モル%の範囲で含有されることが好ましい。より好ましいEuの含有割合は1.5〜3.0モル%である。Euの含有割合がこの範囲を外れると、発光輝度や発光色度が低下するため好ましくない。 Examples of the red phosphor include nitride phosphors each including an alkaline earth metal belonging to Group II of the periodic table and aluminum (Al) and silicon (Si). In particular, it is preferable to use a nitride phosphor activated with europium (Eu) substantially represented by the chemical formula: CaAlSiN 3 : Eu. In this phosphor, Eu is an activator that forms an emission center, and has a high transition probability, so that the emission efficiency is high. Eu, which is an activator, is preferably contained in a range of 0.5 to 3.0 mol% with respect to calcium aluminum silicon nitride (CaAlSiN 3 ) that is a base material of the phosphor. A more preferable Eu content is 1.5 to 3.0 mol%. If the content ratio of Eu is out of this range, the light emission luminance and light emission chromaticity are lowered, which is not preferable.

このCaAlSiN:Eu蛍光体は、加速電圧が5〜15kVのパルス型電子線の照射により励起されて波長630〜670nmの領域にピークを有する赤色光を発するとともに、前記した青色蛍光体または緑色蛍光体から発せられる青色光または緑色光によっても励起され、赤色光を発する。すなわち、この蛍光体は、青色蛍光体または緑色蛍光体から発光される青色光または緑色光の波長変換(ダウンコンバート)によっても赤色光を発光するので、輝度の高い赤色光が発せられる。 The CaAlSiN 3 : Eu phosphor is excited by irradiation with a pulsed electron beam having an acceleration voltage of 5 to 15 kV to emit red light having a peak in a wavelength region of 630 to 670 nm, and the blue phosphor or green fluorescence described above. It is also excited by blue light or green light emitted from the body, and emits red light. That is, since this phosphor emits red light also by wavelength conversion (down-conversion) of blue light or green light emitted from the blue phosphor or green phosphor, red light with high luminance is emitted.

実施形態で使用される青色蛍光体または緑色蛍光体である多元硫化物系蛍光体、および赤色蛍光体であるCaAlSiN:Eu蛍光体は、例えば以下に示す方法で製造することができる。 The multi-component sulfide phosphor that is the blue phosphor or the green phosphor used in the embodiment, and the CaAlSiN 3 : Eu phosphor that is the red phosphor can be manufactured, for example, by the method described below.

すなわち、多元硫化物系蛍光体の製造においては、まず、蛍光体の母体と付活剤を構成する元素またはその元素を含有する化合物を含む蛍光体原料を、所望の組成(SrGa:EuまたはBaGa:Eu)となるように秤量し、これらを乾式で混合する。具体的には、硫化ストロンチウムまたは硫化バリウムとオキシ水酸化ガリウムを所定量混合し、付活剤を含む化合物を適量添加することで蛍光体の原料とする。硫化ストロンチウムまたは硫化バリウムの代わりに、硫酸ストロンチウムまたは硫酸バリウムなどの酸性ストロンチウムまたは酸性バリウム原料を使用してもよい。付活剤としては、硫化ユーロピウムやシュウ酸ユーロピウムを使用することができる。 That is, in the production of a multi-element sulfide phosphor, first, a phosphor raw material including an element constituting the phosphor base and an activator or a compound containing the element is obtained with a desired composition (SrGa 2 S 4 : Eu or BaGa 2 S 4 : Eu) and weigh them dry. Specifically, a predetermined amount of strontium sulfide or barium sulfide and gallium oxyhydroxide are mixed, and an appropriate amount of a compound containing an activator is added to obtain a phosphor material. Instead of strontium sulfide or barium sulfide, acidic strontium or acidic barium raw materials such as strontium sulfate or barium sulfate may be used. As an activator, europium sulfide or europium oxalate can be used.

次いで、このような蛍光体原料を、適当量の硫黄および活性炭素とともにアルミナるつぼまたは石英るつぼなどの耐熱容器に充填する。硫黄の添加・混合においては、ブレンダなどを使用して蛍光体原料より若干多めに混合し、この混合材料を耐熱容器に充填した後、その表面を硫黄で覆うようにすることが好ましい。これを、硫化水素雰囲気や硫黄蒸気雰囲気などの硫化性雰囲気、あるいは還元性雰囲気(例えば3〜5%水素−残部窒素の雰囲気)で焼成する。   Next, such a phosphor raw material is filled in a heat-resistant container such as an alumina crucible or a quartz crucible together with appropriate amounts of sulfur and activated carbon. In addition and mixing of sulfur, it is preferable to mix a slightly larger amount than the phosphor raw material using a blender or the like, fill the mixed material in a heat-resistant container, and then cover the surface with sulfur. This is fired in a sulfide atmosphere such as a hydrogen sulfide atmosphere or a sulfur vapor atmosphere, or in a reducing atmosphere (for example, an atmosphere of 3 to 5% hydrogen-remaining nitrogen).

焼成条件は蛍光体母体の結晶構造を制御するうえで重要であり、700〜900℃の焼成温度とすることが好ましい。焼成時間は、設定した焼成温度にもよるが60〜180分とし、焼成後は焼成と同一雰囲気で冷却することが好ましい。その後、得られた焼成物をイオン交換水などで水洗し乾燥した後、必要に応じて粗大粒子を除去するための篩別などを行うことによって、Eu付活ストロンチウムチオガレート蛍光体(SrGa:Eu)またはEu付活バリウムチオガレート蛍光体(BaGa:Eu)を得ることができる。 Firing conditions are important in controlling the crystal structure of the phosphor matrix, and a firing temperature of 700 to 900 ° C. is preferable. Although the firing time depends on the set firing temperature, it is preferably 60 to 180 minutes, and after firing, it is preferably cooled in the same atmosphere as firing. Thereafter, the obtained fired product is washed with ion-exchanged water or the like, dried, and then subjected to sieving to remove coarse particles as necessary, whereby Eu-activated strontium thiogallate phosphor (SrGa 2 S). 4 : Eu) or Eu-activated barium thiogallate phosphor (BaGa 2 S 4 : Eu) can be obtained.

なお、これらの蛍光体は、ガリウム金属と硫化ストロンチウムまたは硫化バリウム、あるいは硫酸ストロンチウムまたは硫酸バリウムなどを出発原料にしても合成が可能である。焼成は、前記した焼成条件(温度および時間)で行うことができる。   These phosphors can be synthesized using gallium metal and strontium sulfide or barium sulfide, or strontium sulfate or barium sulfate as starting materials. Firing can be performed under the firing conditions (temperature and time) described above.

実施形態に使用する赤色蛍光体であるCaAlSiN:Eu蛍光体は、例えば以下に示す方法で製造することができる。 The CaAlSiN 3 : Eu phosphor, which is a red phosphor used in the embodiment, can be manufactured by, for example, the following method.

すなわち、蛍光体の母体と付活剤を構成する元素またはその元素を含有する化合物を含む蛍光体原料を、所望の組成(CaAlSiN:Eu)となるように秤量し、これらを乾式で混合する。具体的には、CaとAlNとSiを所定量混合し、付活剤であるEuを含む化合物を適量添加することで蛍光体の原料とする。 That is, a phosphor raw material including an element constituting the phosphor base and an activator or a compound containing the element is weighed so as to have a desired composition (CaAlSiN 3 : Eu), and these are mixed in a dry manner. . Specifically, a predetermined amount of Ca 3 N 2 , AlN, and Si 3 N 4 are mixed, and an appropriate amount of a compound containing Eu as an activator is added to obtain a phosphor material.

次いで、このような蛍光体原料をアルミナるつぼまたは石英るつぼなどの耐熱容器に充填した後、還元性雰囲気(例えば3〜5%水素−残部窒素の雰囲気)で焼成する。焼成温度は1600〜1800℃の範囲とすることが好ましい。焼成時間は、設定した焼成温度にもよるが180〜330分とし、焼成後は焼成と同一雰囲気で冷却することが好ましい。その後、得られた焼成物をイオン交換水などで水洗し乾燥した後、必要に応じて粗大粒子を除去するための篩別などを行うことによって、CaAlSiN:Eu蛍光体を得ることができる。 Next, such a phosphor material is filled in a heat-resistant container such as an alumina crucible or a quartz crucible, and then fired in a reducing atmosphere (for example, an atmosphere of 3 to 5% hydrogen-remaining nitrogen). The firing temperature is preferably in the range of 1600-1800 ° C. Although the firing time depends on the set firing temperature, it is preferably 180 to 330 minutes, and after firing, it is preferably cooled in the same atmosphere as firing. Thereafter, the obtained fired product is washed with ion-exchanged water or the like, dried, and then subjected to sieving to remove coarse particles as necessary, whereby a CaAlSiN 3 : Eu phosphor can be obtained.

実施形態のFEDにおいては、ガラス基板などの透明基板上に、赤色の顔料を含有する光学フィルタ層が形成されており、その上に、前記赤色蛍光体の層と前記青色蛍光体層または緑色蛍光体層の少なくとも2層が積層された赤色発光層が形成されている。蛍光体の発光色に対応した光学フィルタ層を設けることで、色純度やコントラスト等の画像特性を向上させることができる。   In the FED of the embodiment, an optical filter layer containing a red pigment is formed on a transparent substrate such as a glass substrate, and the red phosphor layer and the blue phosphor layer or the green phosphor layer are formed thereon. A red light emitting layer in which at least two of the body layers are laminated is formed. By providing an optical filter layer corresponding to the emission color of the phosphor, image characteristics such as color purity and contrast can be improved.

ここで、フィルタ層を構成する赤色顔料としては、無機系または有機系のいずれの顔料をも使用することができる。特に、層中に均一に分散することができ、光の散乱を起こすことなく十分な透明性を有するようにできる顔料の使用が好ましい。また、FEDの製造工程には高温加熱工程が含まれるので、無機系の顔料である酸化第二鉄(ベンガラ)系の顔料を用いることが好ましい。このような顔料から成るフィルタパターンの形成は、例えば以下に示す手順で行なわれる。すなわち、まず顔料粒子と高分子電解質分散剤とを主成分とし、重クロム酸アンモニウム(ADC)/ポリビニルアルコール(PVA)、重クロム酸ナトリウム(SDC)/PVA、ジアゾニウム塩/PVAなどのフォトレジストが含有された顔料分散液を、ガラス基板の内面にスピンコート法などにより塗布し、乾燥させる。次いで、このようなフォトレジストを含有する顔料層を、高圧水銀ランプ等を用いて露光し、紫外線照射された部分を硬化させた後、アルカリ水溶液を用いて現像することにより、所定のパターンの顔料層を形成する。   Here, as the red pigment constituting the filter layer, either inorganic or organic pigments can be used. In particular, it is preferable to use a pigment that can be uniformly dispersed in the layer and can have sufficient transparency without causing light scattering. In addition, since the FED manufacturing process includes a high-temperature heating process, it is preferable to use a ferric oxide pigment that is an inorganic pigment. Formation of such a filter pattern made of a pigment is performed, for example, according to the following procedure. That is, firstly, a photoresist such as ammonium dichromate (ADC) / polyvinyl alcohol (PVA), sodium dichromate (SDC) / PVA, diazonium salt / PVA, etc. is mainly composed of pigment particles and a polymer electrolyte dispersant. The contained pigment dispersion is applied to the inner surface of the glass substrate by spin coating or the like and dried. Next, the pigment layer containing such a photoresist is exposed using a high-pressure mercury lamp or the like, the portion irradiated with ultraviolet rays is cured, and then developed using an alkaline aqueous solution, whereby a pigment having a predetermined pattern is obtained. Form a layer.

赤色発光層は、前記した赤色蛍光体であるCaAlSiN:Eu蛍光体から成る赤色蛍光体層と、青色蛍光体から成る青色蛍光体層または緑色蛍光体から成る緑色蛍光体層が、青色蛍光体層または緑色蛍光体層が赤色蛍光体層の上になるようにすなわち電子放出源に近く位置するように、積層して形成された構造を有する。 The red light emitting layer includes a red phosphor layer made of the CaAlSiN 3 : Eu phosphor, which is the red phosphor, and a blue phosphor layer made of a blue phosphor or a green phosphor layer made of a green phosphor. It has a structure formed by laminating such that the layer or the green phosphor layer is on the red phosphor layer, that is, close to the electron emission source.

赤色蛍光体層および青色蛍光体層または緑色蛍光体層の厚さは、それぞれ2〜20μmとすることが好ましく、2〜10μmとすることがより好ましい。これらの蛍光体層の厚さを2μm以上に限定したのは、厚さが2μm未満で蛍光体粒子が均一に並んだ蛍光体層を形成することが難しいためである。また、各蛍光体層の厚さが20μmを超えると、発光輝度が低下し実用に供し得ない。さらに、これら2層以上の蛍光体層が積層された赤色発光層全体の厚さは、10〜30μmとすることが好ましく、10〜20μmとすることがより好ましい。   The thicknesses of the red phosphor layer, the blue phosphor layer, and the green phosphor layer are each preferably 2 to 20 μm, and more preferably 2 to 10 μm. The reason why the thickness of these phosphor layers is limited to 2 μm or more is that it is difficult to form a phosphor layer in which phosphor particles are uniformly arranged with a thickness of less than 2 μm. On the other hand, when the thickness of each phosphor layer exceeds 20 μm, the light emission luminance is lowered and cannot be put to practical use. Furthermore, the total thickness of the red light emitting layer in which these two or more phosphor layers are laminated is preferably 10 to 30 μm, and more preferably 10 to 20 μm.

赤色発光層の形成は、前記した赤色蛍光体と青色蛍光体または緑色蛍光体を使用し、公知の印刷法あるいはスラリー法により行うことができる。   The red light emitting layer can be formed by a known printing method or slurry method using the above-described red phosphor and blue phosphor or green phosphor.

印刷法により赤色発光層を形成するには、まず、赤色蛍光体であるCaAlSiN:Eu蛍光体を、例えばポリビニルアルコール、n−ブチルアルコール、エチレングリコール、水などからなるバインダ溶液と混合して赤色蛍光体ペーストを調製し、この赤色蛍光体ペーストをスクリーン印刷などの方法で、光学フィルタ層が形成されたガラス基板上に塗布する。次いで、例えば500℃の温度で1時間加熱してバインダ成分を分解・除去するベーキング処理を行うことにより、CaAlSiN:Euから成る赤色蛍光体層を形成する。 In order to form a red light emitting layer by a printing method, first, a red phosphor, CaAlSiN 3 : Eu phosphor, is mixed with a binder solution made of, for example, polyvinyl alcohol, n-butyl alcohol, ethylene glycol, water, etc. A phosphor paste is prepared, and this red phosphor paste is applied onto a glass substrate on which an optical filter layer is formed by a method such as screen printing. Next, a red phosphor layer made of CaAlSiN 3 : Eu is formed, for example, by performing a baking process for decomposing and removing the binder component by heating at a temperature of 500 ° C. for 1 hour.

次いで、こうして形成された赤色蛍光体層の上に、AgおよびAl付活硫化亜鉛蛍光体(ZnS:Ag,Al)、Eu付活ストロンチウムチオガレート蛍光体(SrGa:Eu)、あるいはEu付活バリウムチオガレート蛍光体(BaGa:Eu)などの青色蛍光体または緑色蛍光体を、ポリビニルアルコール、n−ブチルアルコール、エチレングリコール、水などからなるバインダ溶液と混合して成る青色蛍光体または緑色蛍光体ペーストを、スクリーン印刷などの方法で塗布し、次いで、例えば500℃の温度で1時間加熱してバインダ成分を分解・除去するベーキング処理を行うことにより、青色蛍光体層または緑色蛍光体層を形成する。 Next, Ag and Al-activated zinc sulfide phosphor (ZnS: Ag, Al), Eu-activated strontium thiogallate phosphor (SrGa 2 S 4 : Eu), or Eu is formed on the red phosphor layer thus formed. Blue fluorescence formed by mixing a blue phosphor such as an activated barium thiogallate phosphor (BaGa 2 S 4 : Eu) or a green phosphor with a binder solution composed of polyvinyl alcohol, n-butyl alcohol, ethylene glycol, water or the like. The green phosphor paste or the green phosphor paste is applied by a method such as screen printing, followed by baking at a temperature of, for example, 500 ° C. for 1 hour to decompose and remove the binder component. A phosphor layer is formed.

スラリー法においては、赤色蛍光体であるCaAlSiN:Eu蛍光体、純水、ポリビニルアルコール、重クロム酸アンモニウムなどの感光性材料、界面活性剤などとともに混合して赤色蛍光体スラリーを調製し、この蛍光体スラリーをスピンコータなどを用いて、光学フィルタ層が形成されたガラス基板上に塗布・乾燥した後、紫外線などを照射して露光・現像し、乾燥する。こうして、所定のパターンの赤色蛍光体層を形成した後、その上に、青色蛍光体層または緑色蛍光体層を前記赤色蛍光体層と同様にスラリー法により形成する。 In the slurry method, a red phosphor slurry is prepared by mixing with a red phosphor CaAlSiN 3 : Eu phosphor, pure water, polyvinyl alcohol, a photosensitive material such as ammonium dichromate, a surfactant, and the like. The phosphor slurry is applied and dried on a glass substrate on which an optical filter layer is formed using a spin coater or the like, and then exposed to ultraviolet light or the like, exposed and developed, and dried. Thus, after forming a red phosphor layer having a predetermined pattern, a blue phosphor layer or a green phosphor layer is formed thereon by a slurry method in the same manner as the red phosphor layer.

この実施形態の赤色発光層においては、10kV前後の加速電圧のパルス型電子線の励起により赤色蛍光体から赤色光が発光されるとともに、パルス型電子線の励起により青色蛍光体または緑色蛍光体から発光された青色光または緑色光が赤色蛍光体に放射され、この光の励起によっても赤色蛍光体から赤色光が発せられる。そのため、高い発光効率の発光がなされ、高輝度の赤色発光が得られる。   In the red light emitting layer of this embodiment, red light is emitted from the red phosphor by excitation of a pulsed electron beam with an acceleration voltage of about 10 kV, and from the blue phosphor or green phosphor by excitation of the pulsed electron beam. The emitted blue light or green light is emitted to the red phosphor, and red light is emitted from the red phosphor also by excitation of this light. Therefore, light emission with high luminous efficiency is performed, and high-luminance red light emission is obtained.

また、光励起される窒化物系などの赤色蛍光体の輝度寿命はほとんど問題となることがなく、パルス型電子線により直接励起される青色蛍光体または緑色蛍光体の寿命が、蛍光体の寿命にそのまま反映されるので、電子線照射中での白色の色ずれが非常に少なくなるという利点がある。   In addition, the lifetime of the brightness of red phosphors such as nitrides that are photoexcited hardly becomes a problem, and the lifetime of blue phosphors or green phosphors that are directly excited by a pulsed electron beam is the lifetime of phosphors. Since it is reflected as it is, there is an advantage that the color shift of white during electron beam irradiation becomes very small.

本発明の実施形態であるFEDは、ガラス基板などの透明基板上に前記した赤色発光層が形成された表示パネルを、フェイスプレートとして有している。   An FED according to an embodiment of the present invention has a display panel in which the above-described red light emitting layer is formed on a transparent substrate such as a glass substrate as a face plate.

図1は、第1の実施形態であるFEDの要部構成を示す断面図である。図1において、符号1はフェイスプレートである。フェイスプレート1は、ガラス基板2などの透明基板上に蛍光体層3が形成された構造を有する。蛍光体層3は、青色蛍光体から成る青色発光層、緑色蛍光体から成る緑色発光層、および前記構造を有する赤色発光層をそれぞれ有し、これらの発光層の間を黒色導電材から成る光吸収層4により分離した構造となっている。青色蛍光体および緑色蛍光体としては、公知の硫化亜鉛蛍光体などを使用することができる。青色発光層、緑色発光層、赤色発光層およびそれらの間を分離する光吸収層4は、それぞれ水平方向に順次繰り返し形成されており、これらの蛍光体層3および光吸収層4が存在する部分が画像表示領域となる。各色の発光層と光吸収層4との配置パターンには、ドット状またはストライプ状など、種々のパターンが適用可能である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main configuration of an FED according to the first embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a face plate. The face plate 1 has a structure in which a phosphor layer 3 is formed on a transparent substrate such as a glass substrate 2. The phosphor layer 3 has a blue light-emitting layer made of a blue phosphor, a green light-emitting layer made of a green phosphor, and a red light-emitting layer having the above structure, and light made of a black conductive material between these light-emitting layers. The structure is separated by the absorption layer 4. As the blue phosphor and the green phosphor, known zinc sulfide phosphors can be used. The blue light-emitting layer, the green light-emitting layer, the red light-emitting layer, and the light absorption layer 4 that separates them are sequentially and repeatedly formed in the horizontal direction, and the portions where these phosphor layers 3 and light absorption layers 4 exist Is the image display area. Various patterns such as a dot shape or a stripe shape can be applied to the arrangement pattern of the light emitting layer and the light absorbing layer 4 of each color.

前記したように、赤色発光層全体の厚さは10〜30μmとすることが好ましく(より好ましくは10〜20μm)、各色の発光層の間に段差が生じないように、青色蛍光体から成る青色発光層、および緑色蛍光体から成る緑色発光層の厚さは、いずれも赤色発光層と同じにすることが望ましい。   As described above, the thickness of the entire red light emitting layer is preferably 10 to 30 μm (more preferably 10 to 20 μm), and a blue phosphor made of a blue phosphor so that no step is generated between the light emitting layers of the respective colors. The thickness of the light emitting layer and the green light emitting layer made of the green phosphor are preferably the same as those of the red light emitting layer.

このような青色発光層、緑色発光層および赤色発光層をそれぞれ含む蛍光体層3の上には、メタルバック層5が形成されている。メタルバック層5は、Al膜などの金属膜からなり、蛍光体層3で発生した光のうち、後述するリアプレート方向に進む光を反射して輝度を向上させるものである。また、メタルバック層5は、フェイスプレート1の画像表示領域に導電性を与えて電荷が蓄積されるのを防ぐ機能を有し、リアプレートの電子源に対してアノード電極の役割を果たす。また、メタルバック層5は、フェイスプレート1や真空容器(外囲器)内に残留するガスが電子線で電離して生成するイオンにより、蛍光体層3が損傷することを防ぐ機能を有する。さらに、使用時に蛍光体層3から発生したガスが真空容器(外囲器)内に放出されることを防ぎ、真空度の低下を防止するなどの効果も有している。   A metal back layer 5 is formed on the phosphor layer 3 including each of the blue light emitting layer, the green light emitting layer, and the red light emitting layer. The metal back layer 5 is made of a metal film such as an Al film, and improves the luminance by reflecting light traveling in the rear plate direction, which will be described later, out of the light generated in the phosphor layer 3. The metal back layer 5 has a function of imparting conductivity to the image display area of the face plate 1 to prevent electric charges from accumulating, and serves as an anode electrode for the electron source of the rear plate. Further, the metal back layer 5 has a function of preventing the phosphor layer 3 from being damaged by ions generated by ionizing the gas remaining in the face plate 1 or the vacuum container (envelope) with an electron beam. Furthermore, the gas generated from the phosphor layer 3 during use is prevented from being released into the vacuum container (envelope), and the vacuum degree is prevented from being lowered.

メタルバック層5上には、Baなどからなる蒸発型ゲッタ材により形成されたゲッタ膜6が形成されている。このゲッタ膜6によって、使用時に発生したガスが効率的に吸着される。そして、このようなフェイスプレート1とリアプレート7とが対向配置され、これらの間の空間が支持枠8を介して気密に封止されている。支持枠8は、フェイスプレート1およびリアプレート7に対して、フリットガラス、あるいはInやその合金などからなる接合材9により接合され、これらフェイスプレート1、リアプレート7および支持枠8によって、外囲器としての真空容器が構成されている。   On the metal back layer 5, a getter film 6 formed of an evaporation type getter material made of Ba or the like is formed. The getter film 6 efficiently adsorbs the gas generated during use. The face plate 1 and the rear plate 7 are arranged to face each other, and the space between them is hermetically sealed via the support frame 8. The support frame 8 is bonded to the face plate 1 and the rear plate 7 by a frit glass or a bonding material 9 made of In or an alloy thereof, and is surrounded by the face plate 1, the rear plate 7, and the support frame 8. A vacuum vessel as a container is configured.

リアプレート7は、ガラス基板やセラミックス基板などの絶縁性基板、あるいはSi基板などからなる基板10と、この基板10上に形成された多数の電子放出素子11とを有している。これら電子放出素子11は、例えば電界放出型冷陰極や表面伝導型電子放出素子などを備え、リアプレート7の電子放出素子11の形成面には、図示を省略した配線が施されている。すなわち、多数の電子放出素子11は、各画素の蛍光体に応じてマトリックス状に形成されており、このマトリックス状の電子放出素子11を一行ずつ駆動する、互いに交差する配線(X−Y配線)を有している。なお、支持枠8には、図示を省略した信号入力端子および行選択用端子が設けられている。これらの端子は、前記したリアプレート7の交差配線(X−Y配線)に対応する。また、平板型のFEDを大型化させる場合、薄い平板状であるためにたわみなどが生じるおそれがある。このようなたわみを防止し、また大気圧に対して強度を付与するために、フェイスプレート1とリアプレート7との間に、大気圧支持部材(スペーサ)12を適宜配置してもよい。   The rear plate 7 includes a substrate 10 made of an insulating substrate such as a glass substrate or a ceramic substrate, or a Si substrate, and a large number of electron-emitting devices 11 formed on the substrate 10. These electron-emitting devices 11 include, for example, a field-emission cold cathode, a surface conduction electron-emitting device, and the like. That is, a large number of electron-emitting devices 11 are formed in a matrix according to the phosphors of each pixel, and wirings (XY wirings) crossing each other that drive the matrix-shaped electron-emitting devices 11 row by row. have. The support frame 8 is provided with a signal input terminal and a row selection terminal (not shown). These terminals correspond to the cross wiring (XY wiring) of the rear plate 7 described above. Further, when a flat plate-type FED is enlarged, there is a possibility that bending or the like may occur due to the thin flat plate shape. An atmospheric pressure support member (spacer) 12 may be appropriately disposed between the face plate 1 and the rear plate 7 in order to prevent such deflection and to provide strength against atmospheric pressure.

このような実施形態のFEDにおいては、前記したように、赤色蛍光体層と青色蛍光体層または緑色蛍光体層の少なくとも2層が積層された構造を有する赤色発光層を備えているので、加速電圧が5〜15kVより好ましくは7〜12kVのパルス型電子線の照射による赤色発光の輝度が高く、良好な表示特性が得られる。   As described above, the FED of such an embodiment includes a red light emitting layer having a structure in which at least two layers of a red phosphor layer and a blue phosphor layer or a green phosphor layer are laminated. The luminance of red light emitted by irradiation with a pulsed electron beam having a voltage of 5 to 15 kV, more preferably 7 to 12 kV is high, and good display characteristics can be obtained.

実施形態においては、赤色発光層を、前記した青色蛍光体または緑色蛍光体と赤色蛍光体とが均一に混合・分散された層とすることもできる。このとき輝度の高い赤色発光を得るために、低加速電圧のパルス型電子線により励起されて青色光または緑色光を発光する青色蛍光体または緑色蛍光体粒子の粒径(平均粒径)と、この青色蛍光体または緑色蛍光体からの光の励起により赤色光を発する赤色蛍光体粒子の粒径(平均粒径)を、後者の平均粒径が前者のそれの2倍以上になるようにすることが必要である。また、赤色蛍光体と青色蛍光体または緑色蛍光体との混合比は、重量比で6:1〜1:1とすることが好ましい。   In the embodiment, the red light-emitting layer may be a layer in which the blue phosphor or the green phosphor and the red phosphor are uniformly mixed and dispersed. At this time, in order to obtain a bright red light emission, the particle diameter (average particle diameter) of the blue phosphor or the green phosphor particles that are excited by a pulsed electron beam with a low acceleration voltage to emit blue light or green light, The particle diameter (average particle diameter) of the red phosphor particles that emit red light by excitation of light from the blue phosphor or the green phosphor is set so that the latter average particle diameter is more than twice that of the former. It is necessary. The mixing ratio of the red phosphor and the blue phosphor or the green phosphor is preferably 6: 1 to 1: 1 by weight.

このように青色蛍光体または緑色蛍光体と赤色蛍光体とが混合・分散された赤色発光層全体の厚さは、15〜30μmとすることが好ましく、15〜20μmとすることがより好ましい。   Thus, the thickness of the entire red light emitting layer in which the blue phosphor or the green phosphor and the red phosphor are mixed and dispersed is preferably 15 to 30 μm, and more preferably 15 to 20 μm.

このような赤色発光層の形成は、前記した赤色蛍光体と青色蛍光体または緑色蛍光体との混合物を使用し、前述の印刷法あるいはスラリー法を用いることにより行うことができる。このような実施形態のFEDにおいても、加速電圧が5〜15kVより好ましくは7〜12kVのパルス型電子線の照射による赤色発光層の発光輝度が高く、良好な表示特性が得られる。   Such a red light emitting layer can be formed by using the above-described printing method or slurry method using the mixture of the red phosphor and the blue phosphor or the green phosphor. Also in the FED of such an embodiment, the emission luminance of the red light emitting layer is high when irradiated with a pulsed electron beam having an acceleration voltage of 5 to 15 kV, more preferably 7 to 12 kV, and good display characteristics are obtained.

次に、本発明の具体的な実施例について説明する。 Next, specific examples of the present invention will be described.

実施例1〜3
赤色蛍光体の母体および付活剤を構成する元素またはその元素を含有する化合物を含む原料を、表1に示す組成(CaAlSiN:Eu、Eu含有割合2モル%)の化学量論比になるように秤量し、十分に混合して得られた蛍光体原料を石英るつぼ内に充填し、これを還元性雰囲気で焼成した。焼成条件は1800℃×300分とした。その後、得られた焼成物を水洗および乾燥しさらに篩別することによって、赤色蛍光体であるユーロピウム(Eu)付活窒化物蛍光体(CaAlSiN:Eu)を得た。
Examples 1-3
The raw material containing the element constituting the red phosphor matrix and the activator or a compound containing the element has a stoichiometric ratio of the composition shown in Table 1 (CaAlSiN 3 : Eu, Eu content 2 mol%). The phosphor raw material obtained by weighing and mixing well was filled in a quartz crucible and fired in a reducing atmosphere. The firing conditions were 1800 ° C. × 300 minutes. Thereafter, the obtained fired product was washed with water, dried, and further sieved to obtain a europium (Eu) -activated nitride phosphor (CaAlSiN 3 : Eu) as a red phosphor.

また、青色または緑色蛍光体の母体および付活剤を構成する元素またはその元素を含有する化合物を含む原料を、表1に励起用蛍光体として組成を示す化学量論比になるように秤量し、十分に混合して得られた蛍光体原料を石英るつぼ内に充填し、還元性雰囲気で焼成した。その後、得られた焼成物を水洗および乾燥しさらに篩別することによって、表1に示す赤色蛍光体励起用の青色または緑色蛍光体を得た。   In addition, raw materials including a blue or green phosphor matrix and an element constituting the activator or a compound containing the element are weighed so as to have a stoichiometric ratio indicating a composition as an excitation phosphor in Table 1. The phosphor raw material obtained by thoroughly mixing was filled in a quartz crucible and fired in a reducing atmosphere. Thereafter, the fired product obtained was washed with water, dried, and further sieved to obtain blue or green phosphors for excitation of red phosphors shown in Table 1.

次に、赤色顔料である酸化第二鉄(ベンガラ)を含有する光学フィルタ層が形成されたガラス基板上に、前記方法で得られたEu付活窒化物蛍光体(CaAlSiN:Eu)を用い、スクリーン印刷により10μmの厚さの赤色蛍光体層を形成した後、その上に前記青色または緑色蛍光体を用い、スクリーン印刷により5μmの厚さの青色または緑色蛍光体層を形成した。こうして、赤色蛍光体層と青色または緑色蛍光体層とが順に積層された赤色発光層を形成した。さらに、この赤色発光層の上に、ラッカー法によりアルミニウムのメタルバック層を形成した。 Next, the Eu-activated nitride phosphor (CaAlSiN 3 : Eu) obtained by the above method is used on a glass substrate on which an optical filter layer containing ferric oxide (Bengara) as a red pigment is formed. After forming a red phosphor layer having a thickness of 10 μm by screen printing, the blue or green phosphor was used on the red phosphor layer, and a blue or green phosphor layer having a thickness of 5 μm was formed by screen printing. Thus, a red light emitting layer was formed in which a red phosphor layer and a blue or green phosphor layer were sequentially laminated. Further, an aluminum metal back layer was formed on the red light emitting layer by a lacquer method.

また比較例として、ガラス基板上に、赤色蛍光体であるY22S:Euを使用してスクリーン印刷により10μmの厚さの赤色蛍光体層を形成した後、その上に実施例1〜3と同様にラッカー法によりアルミニウムのメタルバック層を形成した。 As a comparative example, a red phosphor layer having a thickness of 10 μm was formed on a glass substrate by screen printing using Y 2 O 2 S: Eu which is a red phosphor. In the same manner as in No. 3, an aluminum metal back layer was formed by a lacquer method.

次に、実施例1〜3および比較例でそれぞれ得られた赤色発光層および赤色蛍光体層の発光輝度と発光色度をそれぞれ調べた。発光輝度は、各発光層に、加速電圧10kV、電流密度30mA/cm、パルス幅15μsのパルス型電子線を照射して測定した。そして、比較例の赤色蛍光体層の輝度を100としたときの相対値として、発光輝度を求めた。 Next, the light emission luminance and the light emission chromaticity of the red light emitting layer and the red phosphor layer obtained in Examples 1 to 3 and the comparative example, respectively, were examined. The light emission luminance was measured by irradiating each light emitting layer with a pulsed electron beam having an acceleration voltage of 10 kV, a current density of 30 mA / cm 2 and a pulse width of 15 μs. The emission luminance was determined as a relative value when the luminance of the red phosphor layer of the comparative example was 100.

発光色度はトプコン社製SR−3を使用して測定した。発光色度の測定は、発光時の色度が外部から影響を受けない暗室内で行った。発光輝度および発光色度の測定結果を表1に示す。   The emission chromaticity was measured using SR-3 manufactured by Topcon Corporation. The emission chromaticity was measured in a dark room where the chromaticity at the time of light emission was not affected from the outside. Table 1 shows the measurement results of emission luminance and emission chromaticity.

Figure 2007329027
Figure 2007329027

表1から明らかなように、実施例1〜3でそれぞれ得られた赤色発光層は、比較例で得られた赤色蛍光体層に比べて、低加速電圧(5〜15kV)で高電流密度のパルス型電子線を照射した際の発光輝度が大幅に向上し、かつ十分に良好な発光色度を有していることがわかる。   As is clear from Table 1, the red light emitting layers obtained in Examples 1 to 3 each have a lower acceleration voltage (5 to 15 kV) and a higher current density than the red phosphor layers obtained in the comparative examples. It can be seen that the emission luminance when irradiated with a pulsed electron beam is greatly improved and has sufficiently good emission chromaticity.

実施例4〜8
実施例1〜3と同様にして、赤色蛍光体であるユーロピウム(Eu)付活窒化物蛍光体(CaAlSiN:Eu)(平均粒径10μm)と、表2に示す赤色蛍光体励起用の青色または緑色蛍光体を得た。なお、励起用の青色または緑色蛍光体である硫化亜鉛蛍光体(ZnS:Ag,Al)の平均粒径は5μmであり、Eu付活ストロンチウムチオガレート蛍光体(SrGa:Eu)の平均粒径は2μmであった。
Examples 4-8
In the same manner as in Examples 1 to 3, europium (Eu) activated nitride phosphor (CaAlSiN 3 : Eu) (average particle size 10 μm), which is a red phosphor, and blue for exciting the red phosphor shown in Table 2 Alternatively, a green phosphor was obtained. The average particle diameter of the zinc sulfide phosphor (ZnS: Ag, Al), which is a blue or green phosphor for excitation, is 5 μm, and the average of the Eu-activated strontium thiogallate phosphor (SrGa 2 S 4 : Eu). The particle size was 2 μm.

次に、赤色顔料である酸化第二鉄(ベンガラ)を含有する光学フィルタ層が形成されたガラス基板上に、前記した赤色蛍光体と青色蛍光体または緑色蛍光体を表2に示す配合率で混合した蛍光体を用いて、スクリーン印刷により15μmの厚さの赤色発光層を形成した。さらに、この赤色発光層の上に、ラッカー法によりアルミニウムのメタルバック層を形成した。   Next, on the glass substrate on which the optical filter layer containing ferric oxide (Bengara), which is a red pigment, is formed, the red phosphor and the blue phosphor or the green phosphor are mixed at the blending ratio shown in Table 2. A red light-emitting layer having a thickness of 15 μm was formed by screen printing using the mixed phosphor. Further, an aluminum metal back layer was formed on the red light emitting layer by a lacquer method.

次いで、実施例4〜8でそれぞれ得られた赤色発光層の発光輝度と発光色度を、実施例1〜3と同様にしてそれぞれ調べた。発光輝度は、前記比較例の赤色蛍光体層の輝度を100としたときの相対値として求めた。測定結果を表2に示す。   Next, the emission luminance and emission chromaticity of the red light emitting layers obtained in Examples 4 to 8 were examined in the same manner as in Examples 1 to 3. The emission luminance was determined as a relative value when the luminance of the red phosphor layer of the comparative example was 100. The measurement results are shown in Table 2.

Figure 2007329027
Figure 2007329027

表2から明らかなように、実施例4〜8でそれぞれ得られた赤色発光層は、比較例で得られた赤色蛍光体層に比べて、低加速電圧(5〜15kV)で高電流密度のパルス型電子線を照射した際の発光輝度が大幅に向上し、かつ十分に良好な発光色度を有していることがわかる。   As is clear from Table 2, the red light emitting layers obtained in Examples 4 to 8 each have a lower acceleration voltage (5 to 15 kV) and a higher current density than the red phosphor layers obtained in the comparative examples. It can be seen that the emission luminance when irradiated with a pulsed electron beam is greatly improved and has sufficiently good emission chromaticity.

実施例9〜16
実施例1〜8でそれぞれ得られた赤色発光層を有するガラス基板をフェイスプレートとし、このフェイスプレートと、多数の電子放出素子を有するリアプレートとを支持枠を介して組立てるとともに、これらの間隙を真空排気しつつ気密封止し、FEDを作製した。こうして、発光輝度をはじめとする色再現性に優れ、さらに常温、定格動作で1000時間駆動させた後においても良好な輝度特性を示すことが確認された。
Examples 9-16
The glass substrate having the red light emitting layer obtained in each of Examples 1 to 8 was used as a face plate, and the face plate and a rear plate having a large number of electron-emitting devices were assembled through a support frame, and the gaps were formed. While evacuating, it was hermetically sealed to produce an FED. Thus, it was confirmed that the color reproducibility including light emission luminance was excellent, and good luminance characteristics were exhibited even after driving at room temperature and rated operation for 1000 hours.

本発明のFEDによれば、加速電圧が5〜15kVで電流密度の高いパルス型電子線の照射により、輝度が高く色純度が良好な赤色発光を得ることができ、高輝度で色再現性などの表示特性に優れた表示を実現することができる。   According to the FED of the present invention, red light emission with high luminance and good color purity can be obtained by irradiation with a pulsed electron beam having an acceleration voltage of 5 to 15 kV and a high current density, high luminance and color reproducibility, etc. Display with excellent display characteristics can be realized.

本発明の実施形態であるFEDを概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically FED which is embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…フェイスプレート、2…ガラス基板、3…蛍光体層、4…光吸収層、5…メタルバック層、6…ゲッタ膜、7…リアプレート、8…支持枠、11…電子放出素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Face plate, 2 ... Glass substrate, 3 ... Phosphor layer, 4 ... Light absorption layer, 5 ... Metal back layer, 6 ... Getter film, 7 ... Rear plate, 8 ... Support frame, 11 ... Electron emission element.

Claims (9)

表示パネルの内面に形成された蛍光体層と、前記蛍光体層に加速電圧が5〜15kVの電子線を照射して発光させる電子放出源と、前記電子放出源と前記蛍光体層を真空封止する外囲器とを具備する電界放出型表示装置であり、
前記蛍光体層は、
前記電子放出源から放出される電子線により励起されて青色光または緑色光を発光する青色蛍光体または緑色蛍光体と、前記電子放出源から放出される電子線により励起されて赤色光を発するとともに、前記青色蛍光体または緑色蛍光体から発せられる青色光または緑色光により励起されて赤色光を発する赤色蛍光体とが、混成された層を有することを特徴とする電界放出型表示装置。
A phosphor layer formed on the inner surface of the display panel, an electron emission source that emits light by irradiating the phosphor layer with an electron beam having an acceleration voltage of 5 to 15 kV, and the electron emission source and the phosphor layer are vacuum-sealed. A field emission display device comprising an envelope to be stopped,
The phosphor layer is
A blue phosphor or green phosphor that emits blue light or green light when excited by an electron beam emitted from the electron emission source, and a red phosphor that emits red light when excited by an electron beam emitted from the electron emission source A field emission display device comprising: a layer mixed with a red phosphor which emits red light when excited by blue light or green light emitted from the blue phosphor or green phosphor.
前記蛍光体層は、前記赤色蛍光体から成る層(以下、赤色蛍光体層と示す。)と、前記青色蛍光体または緑色蛍光体から成る層(以下、青色蛍光体層または緑色蛍光体層と示す。)の少なくとも2層が、前記青色蛍光体層または緑色蛍光体層が前記赤色蛍光体層より前記電子放出源に近く位置するように、積層して形成された層を有することを特徴とする請求項1記載の電界放出型表示装置。   The phosphor layer includes a layer composed of the red phosphor (hereinafter referred to as a red phosphor layer), and a layer composed of the blue phosphor or the green phosphor (hereinafter referred to as a blue phosphor layer or a green phosphor layer). At least two layers have a layer formed so that the blue phosphor layer or the green phosphor layer is positioned closer to the electron emission source than the red phosphor layer. The field emission display device according to claim 1. 前記蛍光体層は、前記赤色蛍光体と前記青色蛍光体または緑色蛍光体とが混合・分散された層を有し、前記赤色蛍光体の平均粒径が前記青色蛍光体または緑色蛍光体の平均粒径の2倍以上であることを特徴とする請求項1記載の電界放出型表示装置。   The phosphor layer has a layer in which the red phosphor and the blue phosphor or the green phosphor are mixed and dispersed, and the average particle size of the red phosphor is an average of the blue phosphor or the green phosphor. 2. The field emission display device according to claim 1, wherein the field emission display device has a particle size of 2 times or more. 前記赤色蛍光体は、周期律表II族に属するアルカリ土類金属とアルミニウム(Al)およびケイ素(Si)をそれぞれ含む窒化物系蛍光体であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の電界放出型表示装置。   The red phosphor is a nitride-based phosphor containing an alkaline earth metal belonging to Group II of the periodic table and aluminum (Al) and silicon (Si), respectively. 2. The field emission display device according to item 1. 前記赤色蛍光体は、化学式:CaAlSiN:Euで実質的に表されるユーロピウム(Eu)で付活された窒化物蛍光体であることを特徴とする請求項4記載の電界放出型表示装置。 5. The field emission display according to claim 4, wherein the red phosphor is a nitride phosphor activated by europium (Eu) substantially represented by a chemical formula: CaAlSiN 3 : Eu. 前記青色蛍光体または緑色蛍光体は、化学式:ZnS:Ag,Alで実質的に表される銀(Ag)およびアルミニウム(Al)で付活された硫化亜鉛蛍光体であることを特徴とするに請求項1乃至3のいずれか1項記載の電界放出型表示装置。   The blue phosphor or the green phosphor is a zinc sulfide phosphor activated by silver (Ag) and aluminum (Al) substantially represented by the chemical formula: ZnS: Ag, Al. The field emission display device according to claim 1. 前記青色蛍光体または緑色蛍光体は、ユーロピウム(Eu)を付活剤とし、周期律表II族に属するアルカリ土類金属とガリウム(Ga)およびイオウ(S)をそれぞれ含む多元硫化物系蛍光体であることを特徴とするに請求項1乃至3のいずれか1項記載の電界放出型表示装置。   The blue phosphor or the green phosphor is a multi-component sulfide phosphor containing europium (Eu) as an activator and each containing an alkaline earth metal belonging to Group II of the periodic table and gallium (Ga) and sulfur (S). The field emission display device according to claim 1, wherein the field emission display device is a display device. 前記青色蛍光体または緑色蛍光体は、化学式:SrGa:Euで実質的に表されるユーロピウム(Eu)で付活されたチオガレート蛍光体であることを特徴とするに請求項7記載の電界放出型表示装置。 8. The blue phosphor or the green phosphor is a thiogallate phosphor activated by europium (Eu) substantially represented by a chemical formula: SrGa 2 S 4 : Eu. Field emission display. 前記青色蛍光体または緑色蛍光体は、化学式:BaGa:Euで実質的に表されるユーロピウム(Eu)で付活されたチオガレート蛍光体であることを特徴とするに請求項7記載の電界放出型表示装置。 8. The blue phosphor or the green phosphor is a thiogallate phosphor activated by europium (Eu) substantially represented by a chemical formula: BaGa 2 S 4 : Eu. Field emission display.
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