JP2009199873A

JP2009199873A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2009199873A
Application number: JP2008040110A
Authority: JP
Inventors: Hisashiro Saruta; 尚志郎猿田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2009-09-03
Also published as: US7994700B2; CN101515530A; US20090212682A1; CN101515530B

Abstract

【課題】従来のＰ２２型の蛍光体を用いたＦＥＤパネルを用いた画像表示装置を用いてＨＤＴＶの画像を表示させると、ＣＲＴ型の画像表示装置に比べて、動画の視認性が劣る場合があった。
【解決手段】本発明は、複数の電子放出素子を備えるリアプレートと、電子放出素子から放出された電子を受けて蛍光を発する蛍光体が形成された複数の画素を有するフェイスプレートと、電子放出素子を駆動する駆動回路と、を有する画像表示装置であって、蛍光体が、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺であって、１走査あたり蛍光体に電流を供給する電子放出素子から、画素に２μｓ以上７０μｓ以下の間電子が供給されることを特徴とする画像表示装置である。
【選択図】なし

Description

本発明は、画像表示装置に関するものである。

近年、画像情報の多様化、高密度化に伴い、画像表示装置（ディスプレイ）には更なる高性能化、大型化と画像品位の一層の向上が求められている。特に、省エネルギー及び省スペースといった要請が高まる中で、ブラウン管と呼ばれる陰極線管を使った画像表示装置から、フラットパネルディスプレイへの需要が高まってきている。以下、陰極線管をＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅｒ）と、フラットパネルディスプレイをＦＰＤ（ＦｌａｔＰａｎｅｌＤｉｓｐｌａｙ）と、略す。

ＦＰＤには、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、あるいは、電界放出型画像表示装置（ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ、以下、ＦＥＤと略す）等がある。ＦＥＤは、微小な電子放出素子を画素の数だけ基板上に配置し、電子放出素子から真空中に電子を放ち、蛍光体にぶつけて発光させる原理の画像表示装置である。電子放出素子は、ブラウン管の電子銃に相当するもので、ＣＲＴのような明るくてコントラストの高い画像を大型平面ディスプレイで実現することができ、次世代の自発光型ＦＰＤとして期待されている。

ＦＥＤとしては、錐状のエミッタの錐の先端部から電子を放出するスピント型と呼ばれるタイプのものと、表面伝導型電子放出素子（Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ）という平面構造の素子を用いる技術等がある。以下、表面伝導型電子放出素子をＳＣＥ素子、表面伝導型電子放出型画像表示装置（Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒＤｉｓｐｌａｙ）をＳＥＤと略す。

比較的高電圧で電子を加速させ蛍光体を発光させるタイプのＦＥＤでは、従来のＣＲＴ用のＰ２２型蛍光体を流用、もしくは改良して用いることが多い。

特許文献１には、電子線励起用の赤色蛍光体として広く使われている、ユーロピウム付活イットリウムオキシサルファイド蛍光体（Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ³⁺）よりも高輝度が得られるユーロピウム付活カルシウムアルミニウムシリコンナイトライド蛍光体（ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺、以下ＣＡＳＮ）が開示されている。
特開２００６−０７０２３９号公報

比較的高電圧で電子を加速させ蛍光体を発光させるタイプのＦＥＤでは、ＣＲＴで実績のある、Ｐ２２型と呼ばれるＺｎＳ：Ａｇ（青色蛍光体）、ＺｎＳ：Ｃｕ（緑色蛍光体）、及び、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ³⁺、以下ＹＯＳ（赤色蛍光体）が一般的である。

しかしながら、Ｐ２２型の蛍光体を用いたＦＥＤを用いてＨＤＴＶ（ＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）の画像を表示させると、ＣＲＴ型の画像表示装置に比べて、動画の視認性が劣る場合があった。

原因を調査した結果、Ｐ２２型の赤色蛍光体、であるＹ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ³⁺等の赤色蛍光体は、
１．高電荷密度域での輝度直線性が悪く、更に、
２．発光減衰については、１／１０減衰時間で１ｍｓ程度と線順次駆動の選択時間に比して極端に長く、
このため、残光視認による動画表示能低下、階調表現能低下といった点で問題があることが確認された。

一方、ＦＥＤでは、ビーム収束上等の理由により、電子放出素子が形成されているリアプレートと蛍光体の形成されているフェイスプレートの間隔は通常数ｍｍ以内に抑えられる。この狭ギャップにより耐放電上の制約が大となり、通常ＣＲＴで用いられている加速電圧を印加することはできなかった。

特許文献1に開示されている、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺が、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ³⁺よりも高輝度になる条件は、２５ｋｖの加速電圧下で、連続照射またはそれに近い選択時間であることがわかった。

本発明は、複数の電子放出素子を備えるリアプレートと、前記電子放出素子から放出された電子を受けて蛍光を発する蛍光体が形成された複数の画素を有するフェイスプレートと、前記電子放出素子を駆動する駆動回路と、を有する画像表示装置であって、前記蛍光体が、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺であり、１走査あたり前記蛍光体に電流を供給する前記電子放出素子から、前記画素に２μｓ以上７０μｓ以下の間電子が供給されることを特徴とする画像表示装置である。

更に、複数の電子放出素子を備えるリアプレートと、前記電子放出素子から放出された電子線を受けて蛍光を発する蛍光体が形成された複数の画素を有するフェイスプレートと、前記電子放出素子を駆動する駆動回路と、を有する画像表示装置であって、少なくとも１以上の画素が、前記電子放出素子から放出された電子線を受けて蛍光を発する第１の蛍光体と、前記第１の蛍光体が発する前記蛍光を受けて前記画素が画像を形成するための可視光を発光する第２の蛍光体と、がフェイス側基板上に、前記第２の蛍光体、前記第１の蛍光体の順に積層されていることを特徴とする画像表示装置である。

本発明によれば、選択時間が短い条件での動画像を表示しても動画の視認性の良好なＦＥＤを得ることができる。

Ｐ２２型の蛍光体を用いたＦＥＤのＨＤＴＶの画像の動画の視認性が、ＣＲＴを用いた画像表示装置に比べて、劣る原因を鋭意検討した。

ＣＲＴとＦＥＤとの構造上の差異は、ＣＲＴの場合、電子放出素子と蛍光体が塗布された面との間隔が数１０ｃｍである。これ対し、ＦＥＤの場合電子放出素子が形成されたリアプレートと蛍光体が塗布されたフェイスプレートとの間隔が通常数ｍｍ以内に抑えられている。

電子放出素子と蛍光体との間隔がＣＲＴよりもＦＥＤでは狭い。このため、２５ｋＶ以上の加速電圧で駆動されているＣＲＴに対して、一般的に高電界型といわれるタイプのＦＥＤでも１５ｋＶ以下程度が一般的である。理由は、電子放出素子と蛍光体との間隔が狭いため、耐放電上の制約があることに起因している。

ＣＲＴの場合、十分な加速電圧で駆動できるので、蛍光体層へ侵入する電子の拡散長を十分に長くすることができるので、「点」で画素を更新していく「点順次駆動方式」を採用することができる。これに対し、ＦＥＤのように十分な加速電圧で駆動できない場合は、電子の拡散長がＣＲＴに比較して小さくなるため、走査線毎に画素の一斉更新を行う「線順次駆動方式」が採用される。

蛍光体は、線順次駆動方式の場合、点順次方式よりも単位時間当りに換算して、高い電荷密度に晒され、且つ、点灯している時間が長いことになる。

動画視認性がＣＲＴに劣る原因が、中高速型のＦＥＤの赤色蛍光体として広く使われているＰ２２型蛍光体である、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ⁺³にあることがわかった。Ｐ２２型のＹ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ⁺³赤色蛍光体を線順次駆動法であるＦＥＤに用いると、青色及び緑色蛍光体に比べ、
１．高電荷密度域における輝度直線性が悪い、
２．発光減衰が劣る、
ことが原因であることを知見し、青色及び緑色蛍光体と同等の高電荷密度域での直線性と発光減衰時間を持った蛍光体を用いることで動画視認性が改善できることを知見したものである。

発明者は、複数の電子放出素子を備えるリアプレートと、電子放出素子から放出された電子を受けて蛍光を発する蛍光体が形成された複数の画素を有するフェイスプレートと、電子放出素子を駆動する駆動回路とを有するＦＥＤの、蛍光体として、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺を用い、１走査あたり蛍光体に電流を供給する電子放出素子から、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺が形成された画素に２μｓ以上７０μｓ以下の間電子を供給することで課題を解決できることを見いだした。

ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺が赤色蛍光体であるので、更に、青色蛍光体と緑色蛍光体とを用いてカラー表示することができる。

更に、少なくとも１以上の画素に第１の蛍光体と、第１の蛍光体が発する蛍光を受けて画素が画像を形成するための可視光を発光する第２の蛍光体と、がフェイス側基板上に、第２の蛍光体、第１の蛍光体の順に積層され、
第１の蛍光体がＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺であることを特徴とする画像表示装置である。

更に、第２の蛍光体が一般式Ｍ１_lＭ２_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺（ここでＭ１、Ｍ２は、Ｂａ、Ｓｒ、ＣａあるいはＭｇのいずれかであり、１＜ｌ＋ｍ＜３である）で表される複合アルカリ土類シリケート蛍光体であることが好ましい。

更に、第２の蛍光体が、Ｃａ_lＭｇ_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺、Ｓｒ_lＭｇ_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺、Ｂａ_lＭｇ_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺、Ｓｒ_lＣａ_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺、Ｂａ_lＣａ_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺、あるいは、Ｂａ_lＳｒ_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺であることがより好ましい。

上述の積層構造にすると、電子を受けて第１の蛍光体が近紫外から可視域の光を発光する。第２の蛍光体は、第１の蛍光体が発光する、近紫外から可視域の光を受けて発光することで、電子を受けて発光するよりも発光強度を大きくすることができる。

これは、電子を受けた際の第１の蛍光体の蛍光の波長帯域が、第２の蛍光体の励起帯域と対応した波長帯域であることを意味している。

この場合も、更に、青色蛍光体と緑色蛍光体とを用いてカラー表示することができる。

以下、本発明の第１の実施形態について詳しく説明する。

本発明のＦＥＤ（電界放出型画像表示装置）パネル及びＦＥＤパネルを用いたＦＥＤ（電界放出型画像表示装置）の構成を、図１の模式図を用いて説明する。

図１に示されるＦＥＤパネル２の模式図は、フェイスプレート１とリアプレート４とを具備し、フェイスプレート１とリアプレート４とが側壁１０を介して封止され、封止された内部空間は１０^-5Ｐａ程度以下に減圧されている。以下、この状態を真空状態と称する場合がある。

尚、側壁１０は、フェイスプレート１及びリアプレート４とは別に設けられているが、側壁１０が、フェイスプレート１あるいはリアプレート４と一体化された構造であっても良い。

リアプレート４は、リア側基板１１と、複数の信号線９と、複数の走査線８と、複数の電子放出源となる電子放出素子（不図示）と、端子Ｄ０ｘ１〜Ｄ０ｘｍ及びＤ０ｙ１〜Ｄ０ｙｍと、を具備している。

リアプレート４は、ガラス等の透明な材料からなるリア側基板１１上に、複数の信号線９、及び、複数の走査線１１が絶縁膜（不図示）を介して形成され、信号線８と走査線９の交点に、信号線９及び走査線８と接続された電子放出素子を有している。図中、５は、詳細は後述する電子放出素子が形成された位置を示している。

尚、図示していないが、信号線９及び走査線８は、絶縁膜を介して形成されている。

端子Ｄ０ｘ１〜Ｄ０ｘｍは、外部から信号線９に電圧を印加するための端子で、Ｄ０ｙ１〜Ｄ０ｙｍは、外部から走査線に電圧を印加するための端子である。

フェイスプレート１は、フェイス側基板１４と、蛍光体からなる蛍光面６と、メタルバック７と、高圧端子Ｈｖ３と、を具備している。フェイスプレート１は、ガラスからなるフェイス側基板１４上に、蛍光体が配された蛍光面６が形成され、該蛍光面６上にメタルバック７が形成されている。高圧端子Ｈｖ３は、メタルバック７に接続されている。

メタルバックは、アノードの機能を有している。

ＦＥＤパネル２を用いた画像表示装置は、ＦＥＤパネル２の信号線８と、走査線９と、が駆動回路２５に接続されている。駆動回路２５は、画像信号（不図示）が入力され、入力された画像信号を受けて信号線８と走査線９とに画像信号に対応した電圧が出力される。

駆動回路２５から出力される電圧を受けて、配線の交点に形成された電子放出素子と、高電圧（加速電圧）が印加されたアノードとなる金属膜（メタルバック７）と、の間に高電界が印加され、電子放出素子から電子が放出される。電子放出素子から放出された電子が、メタルバック７に衝突し、メタルバック７とガラス基板１４との間に形成された蛍光体から蛍光がガラス基板１４を介して外部に放射される。この結果、ＦＥＤパネル２上に画像が形成される。

電子放出素子としては、表面伝導型電子放出素子（ＳＣＥ）、Ｓｐｉｎｄｔ型電子放出素子、ＭＩＭ型電子放出素子、あるいは、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を放出部とする素子等を用いることができる。特に、容易に作製できる表面伝導型電子放出素子は、本発明の画像表示装置の電子放出素子として好適に用いることができる。

蛍光体の配置を、図２の、リアプレート４側からみた蛍光面４１の部分を拡大した平面図を用いて説明する。カラー表示を行う場合、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の三色を用いてカラー表示を行うことが一般に行われているので、Ｒ、Ｇ、および、Ｂの３色を用いた例で説明する。

尚、１色のみを用いて表示を行う場合は、蛍光体は、１種類の蛍光体のみを用いても良い。

蛍光面４１は、赤色（Ｒ）蛍光体４３、緑色（Ｇ）蛍光体４４、および青色（Ｂ）蛍光体４５及びブラックマトリックス４２を具備し、フェイス側基板上に設けられている。

蛍光体４１は、フェイス側基板（不図示）上に、設けられたブラックマトリックス４２に設けられた開口部に赤色（Ｒ）蛍光体４３、緑色（Ｇ）蛍光体４４、および青色（Ｂ）蛍光体４５が形成されている。ブラックマトリックス４２に設けられた赤色（Ｒ）蛍光体４３、緑色（Ｇ）蛍光体４４、および青色（Ｂ）蛍光体４５の組は、ピクセル（画素）と呼ばれ、カラー表示を行うための最小単位である。更に、赤色・青色・緑色各セルをサブピクセル（副画素）と称する場合もある。１画素の面積は、画素数と表示面のサイズにより決定される。

ブラックマトリックス４２が黒色である理由は、電子の照射位置に多少のずれがあっても、隣接の蛍光体への周り込みが生じないようにするためや、外光の反射を防止して表示コントラストの低下を防ぐためである。更に、蛍光体の電子によるチャージアップの防止によるチャージアップを防止するために、導電性の材料を用いることが好ましい。

典型的には黒鉛を主成分として用いることができるが、これ以外の材料を用いてもよい。

蛍光体やブラックマトリックス４２は、スクリーン印刷等により形成される。

また、サブピクセルの形状は、ストライプ状の配列に限られるものではない。

図１の構成のＦＥＤパネルを、駆動させる場合、走査線数をｎ本、フレーム周波数をｆとすると一回の走査あたりに１走査線に信号を印加することができる最大許容時間ｔ（秒）の最大値は、以下の式（１）で与えられる。最大許容時間を、ライン選択時間あるいは走査線選択時間と称する場合がある。

ｔ＝Ｃ１／（ｆ・ｎ）・・・（１）
ここで、Ｃ１は、駆動方式に依存する定数で、プログレシヴ駆動では１、インターレース走査では２である。

ＨＤＴＶの１０８０ｉの場合、走査線数が１０８０本、フレーム周波数が２９．９７Ｈｚのインターレース走査であるので、ライン選択時間は、約６１．８μｓとなる。このＦＥＤパネルを、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）を用いて駆動すると、フレーム周波数が６０Ｈｚのプログレッシブ走査となるので、ライン選択時間は、約１５μｓとなる。

本発明の第２の実施形態では、蛍光体が積層構造をしている点が第１の実施形態と異なっている。

第２の実施形態における蛍光体は、フェイス側基板上に、電子放出素子から放出された電子を受けて蛍光を発する第１の蛍光体と、第１の蛍光体が発する蛍光を受けて画素が画像を形成するための可視光を発光する第２の蛍光体と、がフェイス側基板上に、第２の蛍光体、第１の蛍光体の順に積層されている。

（実施例)
以下、比較例と具体的な実施例を挙げて本発明を詳しく説明する。

比較例と実施例で用いたＦＥＤパネルは、図１で構成を説明したＦＥＤパネルである。以下、ＦＥＤパネルの製造方法を説明する。

まず、メタルバックにアルミニウムを用いたフェイスプレートの製造方法を図３に示した作成フローを用いて説明する。

始めに、ソーダライムガラス基板を大気雰囲気中５５０℃で１時間加熱することにより、焼成１９を行い不必要なアルカリ成分を析出させる。

この基板を室温まで冷却させたのち、中性洗剤の水溶液に浸漬させスクライブ洗浄を行い、更に、純水超音波リンス等を十分に行った後乾燥させることにより、ガラス基板洗浄２０を行う。

ついでこのガラス基板をスクリーン印刷機にセットし、黒色顔料ペーストを用い、パターニングされたエマルジョン版を介してスクリーン印刷を行い、乾燥、焼成を経てブラックマトリクス印刷２１を行い、乾燥後に５５０℃で１時間加熱することにより焼成２２を行い、開口部が形成されたブラックマトリクスの形成された基板を得ることができる。

次いで、ブラックマトリックスに形成された開口部に、蛍光体を形成する。

まず青色蛍光体を蓋付テフロン容器に入れ、蛍光体の計量２３を行い、ついでエチルセルロースを高濃度に溶解させたターピネオール溶液と粘度調整用のターピネオールを適量加え、ペースト調整２４を行った。その後、ロールミル装置により混練２５を施し、更に遊星式攪拌機により脱泡２６を行うことにより、青色蛍光体ペーストを得ることができる。

次いで、上記ガラス基板を再びスクリーン印刷機にセットし、上記青色蛍光体ペーストを用い、パターニングされたエマルジョン版を介して蛍光体膜印刷２７、乾燥２８、焼成２９を行った。この結果、ブラックマトリックスの所望の開口部に青色蛍光体を塗布することができる。

同様に緑色蛍光体、赤色蛍光体を用い、２３から２９の工程を繰り返すことにより、緑色蛍光体、及び、赤色蛍光体をブラックマトリックスの所望の開口部に塗布することができる。

続いて、上述の基板をスピンコーター上に設置し、基板表面を純水にて十分に湿潤させ、かつ同時に蛍光体粉末間、蛍光体−ガラス基板間を接着させる目的で、コロイダルシリカ水溶液を散布した。その後、続いてアクリルラッカーのトルエン溶液を噴霧することにより樹脂中間層形成３０を行う。

更にこの基板をＥＢ蒸着機内にセットし、アルミニウムを蒸着させメタルバックとなるアルミバック形成３１を行い、最後に、大気中で、１時間加熱することにより焼成３２を行い、樹脂中間層を除去しフェイスプレートが完成する。加熱温度は、４５０℃程度が用いられる。

電子放出素子が形成されたリアプレートは下記に示す方法にて製造することができる。

まずフェイスプレートと同様の方法にて洗浄したガラス基板上に、Ａｇペーストと絶縁ペーストのスクリーン印刷、乾燥、焼成を繰り返すことにより、配線を形成する。

ついで上記配線の形成後、配線が交差する位置に電子放出素子を形成する。電子放出素子は、フェイス側基板上に設けられた蛍光体に対応する位置に、本実施例においてはスピント型と呼ばれる電子放出素子を形成した。

続いてアルミバック付フェイスプレートと、上記リアプレートとを、鉛フリットの塗布された１．６ｔのガラス周辺支持枠材を介して対峙させ、加圧しながら加温処理を行うなどして密閉容器を形成させ、さらに排気管等を通じ適当な排気系に接続をして十分な排気を行ったのち封止処理し真空容器であるＦＥＤパネルを得ることができる。

尚、比較例及び実施例では、０．３ｍｍ×０．７ｍｍの開口部が、ｘ方向にピッチ０．５ｍｍで１９２０個、ｙ方向にピッチ１．５ｍｍで４８０個形成された、ブラックマトリクスを用いた。この結果、走査線の本数が４８０本のＶＧＡの表示解像度に相当するＦＥＤパネルが得られる。

メタルバックとなるアルミニウムは、膜厚８０ｎｍで形成し、樹脂中間層は、４５０℃の大気中で、１時間の加熱することにより焼成を行って除去した。

電子放出素子は、スピント型の素子を用いた。

（比較例)
比較例では、青色蛍光体として、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、緑色蛍光体として、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、及び、赤色蛍光体として、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ³⁺を用いた。青色蛍光体は、化成オプトニクス社製Ｐ２２−Ｂ１、緑色蛍光体は、化成オプトニクス社製Ｐ２２−ＧＮ４、赤色蛍光体は、化成オプトニクス社製Ｐ２２−ＲＥ３を用いた。

ＦＥＤパネルに、実験用の駆動回路を接続し、ＦＥＤを構成し、黒色の背景中を赤色の文字を移動させることで、フレーム周波数を変えた条件での動画視認性を確認した。このため、ＦＥＤは、マイクロソフト社製ウインドウズ２０００がインストールされているパーソナルコンピューターに接続した。

黒色の背景中の赤色の文字の移動は、スクリーンセイバーの「伝言板表示」を利用して行った。この際の設定条件は、背面を黒色に、文字は、ＭＳ明朝、太字、サイズ１４４、赤色のフォントにて「認識」という文字を表示するよう設定した。

さらにこの文字が右から左に２秒間で移動するように速度を調節した。

次に、スクリーンセイバーの画面を、任意に抽出した１００人に同じ位置から観賞させ、フレーム周波数を変化させることによりライン選択時間を７０、３５μｓ、２μｓ及び１μｓに変化させた場合の夫々の文字の見づらさについて調査した。フレーム周波数７０μｓでは２人が、３５μｓでは５６人が、また２μｓ、１μｓでは１００人全員が見づらいと感じ、動画視認性に問題あることが判明した。

この結果を表１に示す。

続いてこのＦＥＤパネルを実験用の駆動回路に接続し、加速電圧を１０ｋＶに設定し、各電子放出素子が２０ｍＡ／ｃｍ²の電流を放出するように、駆動電圧を設定し、フレーム周波数６０Ｈｚのプログレシヴ駆動にて赤色の単色を表示させた。この時の選択時間は７０μｓである。

続いてこのＦＥＤパネルのフェイスプレートから０．４ｍ離れた位置に放射輝度計（ＴＯＰＣＯＮ社製ＳＲ−３）を設置した。次いで駆動電圧のパルス幅が２μｓから２０μｓの間で可変するように調節し、夫々のパルス幅Ｐｗに対する輝度Ｌｖをプロットし、下記に示す式（２）にて回帰させた。

Ｌｖ＝Ｃ２・Ｐｗδ・・・（２）
ここでＣ２・δは定数である。

δはパルス幅に対する輝度の直線性を示す値であり、本比較例ではδ＝０．８５が得られ、パルス幅に対する輝度の直線性が不十分であることがわかる。

またパルス幅が２０μｓの際の輝度とＣＩＥ色度を測定したところ相対輝度値１００、色度は（ｘ、ｙ）＝（０．６５７，０．３３６）であった。

この相対輝度値を表１に列記する。

ついでパルス幅を２０μｓに固定させた状態で、電流密度が１ｍＡ／ｃｍ²から４０ｍＡ／ｃｍ²の間で可変するように駆動電圧を調節し夫々の電流密度Ｊｅに対する輝度値Ｌｖをプロットし、下記に示す式（３）により回帰させた。

Ｌｖ＝Ｃ３・Ｊｅγ・・・（３）
ここでＣ３、γは定数である。

γは電流密度に対する輝度の直線性を示す値であり本比較例ではγ＝０．７が得られ、電流密度に対する輝度の直線性も不十分であることがわかる。

また電流密度を２０ｍＡ／ｃｍ²に固定し、輝度が１００ｃｄ／ｍ²になるように駆動電圧のパルス幅を調節し、１００００時間の連続駆動を行ったところ輝度維持率は９５％を十分上回るものであった。

（実施例１)
比較例と同様の方法によりＦＥＤパネルを得た。但し赤色蛍光体にＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺蛍光体（ＣＡＳＮ）を用いた。

ＣＡＳＮの合成は以下の手順に従った。

まずＥｕ金属粒を５％Ｈ₂／Ｎ₂の雰囲気下にある遊星型ボールミル装置に入れ、適量の１ｍｍφメノウビーズにて十分に粉砕し、次いで５％Ｈ₂／Ｎ₂雰囲気下のグローブボックス下に取り出した。

ついでこの粉砕されたＥｕ金属粒をＢＮ坩堝中に入れ、真空管状態の炉中に入れた後、真空排気し、管内にアンモニアガスを２Ｌ／ｍｉｎの流量でフローしつつ６００℃で４時間加熱することにより高純度のＥｕＮを得た。

ついでこのＥｕＮを窒素雰囲気下のグローブボックス中に取り出し、Ｃａ₃Ｎ₂、ＡｌＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄をそれぞれ化学量論比となるよう混合し、メノウ乳鉢で混合粉砕した後、そのままの状態でＢＮ坩堝中に封入した。

封入後のＢＮ坩堝は更に酸素に晒されないように大きいＢＮ坩堝中に封入し二重坩堝構造とした。

この坩堝を高圧焼結炉中に入れ、真空排気の後、９．５気圧の窒素雰囲気を維持しつつ６００℃／時間のレートで１８００℃に加熱し、この状態で７時間維持し、その後室温まで徐冷した。

このようにして得られた試料混合物にブラックライト照射し、丹念に表面の非発光形成物を取り除き、最後にメノウ乳鉢で十分に粉砕した。

合成したＣＡＳＮ蛍光体は濃橙色の体色を呈するもので、粉末Ｘ線回折にて構造を確認した。

また発光分光分析にてＣａ、Ａｌ、Ｓｉの濃度を同定し、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺であることを確認した。

尚、Ｅｕ²⁺が、３ｗｔ％になるよう合成を行った。

このようにして得られたＦＥＤパネルを比較例と同様に駆動回路とパーソナルコンピューターとに接続し、文字の見づらさについて調査を行った。

本実施例では全てのフレーム周波数において、選択時間３５、７０μｓのフレーム周波数で見づらいと感じた人は０人であった。また選択時間２μｓでは１人、選択時間１μｓでは３１人の者が見づらいと感じており、選択時間２μｓ以上の場合、優れた動画視認性を有していることがわかった。

この結果を表１に列記する。

また比較例と同様にδを求めたところ、δ＝１であり、パルス幅に対する輝度の直線性は十分に優れていることがわかる。

さらに比較例と同様にγを求めたところγ＝１であり、電流密度に対する輝度の直線性も十分に優れていることがわかる。

また比較例と同様に相対輝度とＣＩＥ色度を測定したところ相対輝度値は５８、ＣＩＥ色度は（ｘ、ｙ）＝（０．６７０，０．３２８）であり、比較例に比べて純度の良い赤色を呈することがわかった。

これらの値も表１に列記する
尚、輝度は電流密度に対する直線性に優れているため電流密度Ｊｅ＝３３ｍＡ／ｃｍ²にて比較例を上回ることがわかった。

更に比較例と同様の条件で連続駆動を行ったところ輝度維持率は初期輝度の９５％を十分上回るものであった。

（実施例２)
実施例２〜実施例７は、実施例１の赤色蛍光体の上に、一般式Ｍ１_lＭ２_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺（ここでＭ１、Ｍ２は、Ｂａ、Ｓｒ、ＣａあるいはＭｇのいずれかである）で表される複合アルカリ土類シリケート蛍光体を積層した。ＣＡＳＮ蛍光体ペーストを用いてストライプを形成した後、一般式Ｍ１_lＭ２_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺蛍光体を、図３の２７から２９の工程を繰り返すことにより重ねて印刷し、二層構造とした。

本実施例では、一般式Ｍ１_lＭ２_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺で表される蛍光体として、Ｃａ_lＭｇ_mＳｉＯ₆：Ｅｕ²⁺蛍光体を用いた。

Ｃａ_lＭｇ_mＳｉＯ₆：Ｅｕ²⁺蛍光体は、化学量論組成に従い計量した、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化珪素をメノウ乳鉢で十分に粉砕した後、Ｅｕ換算で３ｗｔ％となるように塩化ユーロピウムを加え、更にメノウ乳鉢で十分に粉砕した。その後、この混合物を、純水を満たしたビーカーに分散させ、マグネチックスターラで２４時間攪拌し、濾過→乾燥することにより前駆体を調製した。

この前駆体を６０ｃｃのアルミナルツボ中に入れ、電気炉を用い大気中１３５０℃にて２時間焼成した。

焼成後、焼成物をアルミナルツボより取り出し、メノウ乳鉢で十分に粉砕した後、再度アルミナルツボに詰め、このアルミナルツボを更に２００ｃｃのアルミナルツボに入れた上、周囲に活性炭を充填し、二重ルツボとした。

この二重ルツボを電気炉に入れ、５％Ｈ₂／Ｎ₂ガスを１Ｌ／ｍｉｎのレートでフローし還元雰囲気にて１２００℃、２時間焼成した。

焼成後、焼成物をアルミナルツボより取り出し、ナイロン１００メッシュにて水篩しつつビーカーに取出し、純水を満たしマグネチックスターラで十分攪拌した後静置させ、上澄みを除去するといった洗浄を５回繰り返した。

この後濾過、乾燥しＣａ_lＭｇ_mＳｉＯ₆：Ｅｕ²⁺蛍光体を得ることができた。

ｌとｍの値は仕込みの化学組成にて調整でき、ｌ＋ｍ＝１．０、２．０、３．０の３種類を合成した。

これら３種類のＣａ_lＭｇ_mＳｉＯ₆：Ｅｕ²⁺蛍光体を比較例同様、図２の２３から２６に示す方法によりペースト化した。

ついで比較例と同様の方法によりＦＥＤパネルを作成した。

このようにして得られたｌ＋ｍの異なる３種類のＦＥＤパネルを比較例と同様の条件で動画視認性の確認を行った。

本実施例ではｌ＋ｍの値に拘らず、選択時間３５、７０μｓのフレーム周波数で見づらいと感じた人は０人であった。また選択時間２μｓでは２人以下、選択時間１μｓでは３６人以上の者が見づらいと感じており、選択時間２μｓ以上の場合、優れた動画視認性を有していることがわかった。

この結果を表１に列記する。

また比較例と同様にδを求めたところ、ｌ＋ｍの値に拘らずδ＝１であり、パルス幅に対する輝度の直線性は十分に優れていることがわかる。

さらに比較例と同様にγを求めたところｌ＋ｍの値に拘らずγ＝１であり、電流密度に対する輝度の直線性も十分に優れていることがわかる。

また比較例と同様に相対輝度とＣＩＥ色度を測定したところ、相対輝度値はｌ＋ｍ＝１で５７、ｌ＋ｍ＝２で１１３、ｌ＋ｍ＝３で５６であり、ｌ＋ｍ＝２は比較例や実施例１に比べ、高い輝度が得られることがわかった。

一方、ｌ＋ｍ＝１とｌ＋ｍ＝３では実施例１よりも輝度が低く、二層の蛍光体層構成とした効果が見られなかった。

これらの値も表１に列記する。

またＣＩＥ色度はｌ＋ｍの値に拘らず（ｘ、ｙ）＝（０．６７０，０．３２８）であり、比較例に比べて純度の良い赤色を呈することがわかった。

更に比較例と同様の条件で連続駆動を行ったところ輝度維持率はｌ＋ｍの値に拘らず９５％を十分上回るものであった。

（実施例３)
出発原料として炭酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、酸化珪素を用い、実施例２と同様の方法により、ｌ＋ｍ＝１．０、２．０、３．０の３種類のＳｒ_lＭｇ_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺蛍光体を合成した。

これら３種類のＳｒ_lＭｇ_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺蛍光体を用い、実施例２と同様の方法にて二層の蛍光体構造を有する赤色サブピクセルを備えたＦＥＤパネルを作成した。

このようにして得られたｌ＋ｍの異なる３種類のＦＥＤパネルを比較例と同様にパーソナルコンピューターに接続し、文字の見づらさについて調査を行った。

本実施例ではｌ＋ｍの値に拘らず、選択時間３５、７０μｓのフレーム周波数で見づらいと感じた人は０人であった。また選択時間２μｓでは２人以下、選択時間１μｓでは３５人以上の者が見づらいと感じており、選択時間２μｓ以上の場合、優れた動画視認性を有していることがわかった。

この結果を表１に列記する。

また比較例と同様に相対輝度とＣＩＥ色度を測定したところ、相対輝度値はｌ＋ｍ＝１で２３、ｌ＋ｍ＝２で６３、ｌ＋ｍ＝３で３８であり、ｌ＋ｍ＝２は実施例１に比べて高輝度が得られることがわかった。

一方ｌ＋ｍ＝１とｌ＋ｍ＝３では実施例１よりも輝度が低く、二層の蛍光体層構成とした効果が見られなかった。

これらの値も表１に列記する。

またＣＩＥ色度はｌ＋ｍの値に拘らず（ｘ、ｙ）＝（０．６６９，０．３２８）であり、比較例に比べて純度の良い赤色を呈することがわかった。

（実施例４)
出発原料として炭酸バリウム、酸化マグネシウム、酸化珪素を用い実施例２と同様の方法により、ｌ＋ｍ＝１．０、２．０、３．０の３種類のＢａ_lＭｇ_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺蛍光体を合成した。

これら３種類のＢａ_lＭｇ_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺蛍光体を用い、実施例２と同様の方法にて二層の蛍光体構造を有する赤色サブピクセルを備えたＦＥＤパネルを作成した。
このようにして得られたｌ＋ｍの異なる３種類のＦＥＤパネルを比較例と同様にパーソナルコンピューターに接続し、文字の見づらさについて調査を行った。

本実施例ではｌ＋ｍの値に拘らず、選択時間３５、７０μｓのフレーム周波数で見づらいと感じた人は０人であった。また選択時間２μｓでは２人以下、選択時間１μｓでは３４人以上の者が見づらいと感じており、選択時間２μｓ以上の場合、優れた動画視認性を有していることがわかった。

この結果を表１に列記する。

また比較例と同様に相対輝度とＣＩＥ色度を測定したところ、相対輝度値はｌ＋ｍ＝１で５４、ｌ＋ｍ＝２で１０２、ｌ＋ｍ＝３で５０であり、ｌ＋ｍ＝２は比較例、実施例１に比べて高輝度が得られることがわかった。

これらの値も表１に列記する。

またＣＩＥ色度はｌ＋ｍの値に拘らず（ｘ、ｙ）＝（０．６６８，０．３２９）であり、比較例に比べて純度の良い赤色を呈することがわかった。

（実施例５)
出発原料として炭酸ストロンチウム、炭酸カルシウム、酸化珪素を用い実施例２と同様の方法により、ｌ＋ｍ＝１．０、２．０、３．０の３種類のＳｒ_lＣａ_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺蛍光体を合成した。

これら３種類のＳｒ_lＣａ_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺蛍光体を用い、実施例２と同様の方法にて二層の蛍光体構造を有する赤色サブピクセルを備えたＦＥＤパネルを作成した。

この結果を表１に列記する。

また比較例と同様に相対輝度とＣＩＥ色度を測定したところ、相対輝度値はｌ＋ｍ＝１で２３、ｌ＋ｍ＝２で６３、ｌ＋ｍ＝３で３４であり、ｌ＋ｍ＝２は実施例１に比べて高輝度が得られることがわかった。

これらの値も表１に列記する。

（実施例６)
出発原料として炭酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化珪素を用い実施例２と同様の方法により、ｌ＋ｍ＝１．０、２．０、３．０の３種類のＢａ_lＣａ_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺蛍光体を合成した。

これら３種類のＢａ_lＣａ_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺蛍光体を用い、実施例２と同様の方法にて二層の蛍光体構造を有する赤色サブピクセルを備えたＦＥＤパネルを作成した。

また比較例と同様にＣＩＥ色度を測定したところ、相対輝度値はｌ＋ｍ＝１で３６、ｌ＋ｍ＝２で７２、ｌ＋ｍ＝３で５４であり、ｌ＋ｍ＝２は実施例１に比べて高輝度が得られることがわかった。

これらの値も表１に列記する。

（実施例７)
出発原料として炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム、酸化珪素を用い実施例２と同様の方法により
ｌ＋ｍ＝１．０、２．０、３．０の３種類のＢａ_lＳｒ_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺蛍光体を合成した。

これら３種類のＢａ_lＳｒ_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺蛍光体を用い、実施例２と同様の方法にて二層の蛍光体構造を有する赤色サブピクセルを備えたＦＥＤパネルを作成した。

このようにして得られたｌ＋ｍの異なる３種類のＦＥＤパネルを比較例と同様にパーソナルコンピューターに接続し、文字の見づらさについて調査を行った。
本実施例ではｌ＋ｍの値に拘らず、選択時間２、３５、７０μｓのフレーム周波数で見づらいと感じた人は０人であった。また選択時間１μｓでは３４人以上の者が見づらいと感じており、選択時間１μｓより大で優れた動画視認性を有していることがわかる。

この結果を表１に列記する。

また比較例と同様に相対輝度とＣＩＥ色度を測定したところ、相対輝度値はｌ＋ｍ＝１で３２、ｌ＋ｍ＝２で６８、ｌ＋ｍ＝３で５１であり、ｌ＋ｍ＝２は実施例１に比べて高輝度が得られることがわかった。

これらの値も表１に列記する。

以上述べてきた通り、本発明の赤色蛍光体あるいは、赤色蛍光体と一般式Ｍ１_lＭ２_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺（ここでＭ１、Ｍ２は、Ｂａ、Ｓｒ、ＣａあるいはＭｇのいずれかであり、１＜ｌ＋ｍ＜３である）で表される複合アルカリ土類シリケート蛍光体との積層構造からなる画素が形成されたＦＥＤパネルは、選択時間に対する動画像応答性、及び、選択時間及び電荷密度に対する輝度直線性に優れている。

選択時間に対する動画像応答性が良いＦＥＤパネルが得られので、従来の、電荷密度（電流密度）を変える階調表示だけでなく、選択時間を変えた階調表示あるいは、電荷密度と選択時間とを変えることで階調表示を行うことができる。

本発明のＦＥＤパネルを用いて、画像表示装置及び画像表示装置を搭載した電子機器を実現することができる。画像表示装置を搭載した電子機器としては、画像信号を画像として表示する装置一般に使用でき、例えば、テレビ受像器、一体型のパーソナルコンピューター等がある。

無線放送、有線放送、インターネット等の回線を介して供給される画像情報は、変調が掛けられ、更に、圧縮や暗号処理等の符号化（エンコード）処理されている場合がある。画像情報受信回路６１は、回線から供給される複数の画像情報から、所望の（希望する）画像情報を選択する。画像情報受信回路６１で選択された画像情報が、画像信号生成回路６２により復調及び復号化（デコード）処理が施され、画像信号が得られる。

駆動回路は、供給された画像信号に基づいて、ＦＥＤパネルに表示用の信号を供給する。駆動回路から供給された信号に基づいて、ＦＥＤパネル上に画像が表示される。

画像情報が、符号化されていない場合、復号化は行わない。

画像情報が記録されている記録媒体の情報から、画像表示装置に画像を表示させる場合、記録媒体から画像情報を読み出す読み出し回路により、記録媒体に記録された画像情報を読み出す。読み出された画像情報が、符号化処理が行われている場合は、画像信号生成回路により復号化処理が施され、画像信号が得られる。得られた画像信号が駆動回路に供給される。駆動回路は、供給された画像信号に基づいて、ＦＥＤパネルに表示用の信号を供給する。駆動回路から供給された信号に基づいて、ＦＥＤパネル上に画像が表示される。

読み出された画像情報が、符号化が行われていない場合は、読み出された画像情報は、画像信号と同じである。読み出された画像信号を、駆動回路に供給する。駆動回路は、供給された画像信号からＦＥＤパネルに表示用の信号を供給する。駆動回路から供給された信号に基づいて、ＦＥＤパネル上に画像が表示される。

本発明のＦＥＤの斜視図である。画素の構成を示す模式図である。本実施例で用いたアルミバック付蛍光面の作成フローを示す図である。

符号の説明

１フェイスプレート
２ＦＥＤパネル
３高圧端子Ｈｖ
４リアプレート
５電子放出素子のある場所
６蛍光面
７メタルバック
８走査線
９信号線
１０側壁
１１リア側基板
１４フェイス側基板

Claims

複数の電子放出素子を備えるリアプレートと、前記電子放出素子から放出された電子を受けて蛍光を発する蛍光体が形成された複数の画素を有するフェイスプレートと、前記電子放出素子を駆動する駆動回路と、を有する画像表示装置であって、
前記蛍光体が、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺であって、
１走査あたり前記蛍光体に電流を供給する前記電子放出素子から、前記画素に２μｓ以上７０μｓ以下の間電子が供給されることを特徴とする画像表示装置。
更に、前記電子放出素子から放出された電子を受けて青色を発する青色蛍光体及び緑色を発する緑色蛍光体が形成された画素を有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
複数の電子放出素子を備えるリアプレートと、前記電子放出素子から放出された電子を受けて蛍光を発する蛍光体が形成された複数の画素を有するフェイスプレートと、前記電子放出素子を駆動する駆動回路と、を有する画像表示装置であって、
少なくとも１以上の画素が、前記電子放出素子から放出された電子を受けて蛍光を発する第１の蛍光体と、前記第１の蛍光体が発する前記蛍光を受けて前記画素が画像を形成するための可視光を発光する第２の蛍光体と、がフェイス側基板上に、前記第２の蛍光体、前記第１の蛍光体の順に積層され、
前記第２の蛍光体がＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺であることを特徴とする画像表示装置。
前記第１の蛍光体の前記電子を受けて発光する蛍光が、近紫外から可視域の発光であることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
前記第１の蛍光体の前記電子を受けて発光する蛍光が、前記第２の蛍光体の励起帯域の波長の発光であることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
前記第２の蛍光体は、前記第１の蛍光体が前記電子を受けて発光する蛍光を受けて発光する輝度が、前記電子を受けて発光する輝度よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
前記第１の蛍光体が、一般式Ｍ１_lＭ２_mＳｉ₂Ｏ₆：Ｅｕ²⁺（ここでＭ１、Ｍ２は、Ｂａ、Ｓｒ、ＣａあるいはＭｇのいずれかであり、１＜ｌ＋ｍ＜３である）で表される複合アルカリ土類シリケート蛍光体であり、
前記第２の蛍光体が、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺であることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
更に、前記電子放出素子から放出された電子を受けて青色及び緑色の蛍光を発する青色蛍光体及び緑色蛍光体が形成された画素を有することを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。