JPH10208659A - 蛍光スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自発光型ディスプレイに使用される蛍光スク
リーンとして、蛍光面を構成する蛍光体粒子の粒径を小
さくしても、十分なコントラストを得ることが可能な蛍
光スクリーンを提供する。 【解決手段】 蛍光面３を平均粒径が１ｎｍ〜２００ｎ
ｍの蛍光体粒子によって形成するとともに、パネルガラ
ス１と蛍光面３との間にカラーフィルター２を配する。
ここで、蛍光面３は、電子線又は紫外線が照射されたと
きに、赤色に発光する赤色蛍光部３ａと、緑色に発光す
る緑色蛍光部３ｂと、青色に発光する青色蛍光部３ｃと
を、表示画素毎に形成する。また、カラーフィルター２
としては、赤色蛍光部３ａに重なるように赤色フィルタ
ー２ａを配し、緑色蛍光部３ｂに重なるように緑色フィ
ルター２ｂを配し、青色蛍光部３ｃに重なるように青色
フィルター２ｂを配する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自発光型ディスプ
レイ等に使用される蛍光スクリーンに関し、特に、平均
粒径が１ｎｍ〜２００ｎｍの蛍光体粒子が配された蛍光
面を備えた蛍光スクリーンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、陰極線管を用いたディスプレイ
（以下、ＣＲＴと称する。）のような自発光型ディスプ
レイでは、平均粒径が１μｍ〜２０μｍ程度の蛍光体粒
子が配されてなる蛍光面をパネルガラス上に形成し、更
に蛍光面上にアルミニウム等からなる金属薄膜を形成し
た蛍光スクリーンが用いられている。そして、この蛍光
スクリーンに、金属薄膜が形成された側から電子線を当
てることにより、蛍光面を発光させ、これにより、画像
を表示するようにしている。

【０００３】なお、上記蛍光スクリーンにおいて、金属
薄膜は、蛍光面の帯電防止や輝度の向上等のために形成
される。すなわち、金属薄膜を形成することにより、蛍
光面が帯電してしまうようなことがなくなり、蛍光面に
入射する電子線の有効加速電圧の降下が防止される。ま
た、蛍光面からの発光のうち、内側へ向かう光は金属薄
膜によってパネルガラス側へ反射されるので、表示され
る画像の輝度が約２倍となる。

【０００４】このような蛍光スクリーンにおいて、蛍光
面を構成する蛍光体が効率良く発光するためには、蛍光
体内に電子線が十分に深くまで侵入することが必要であ
る。ここで、蛍光体に入射する電子線の侵入深さは、蛍
光体物質の密度に比例するとともに、電子線の加速電圧
の２乗に比例する。そして、従来のＣＲＴの場合、電子
線の加速電圧は３０ｋＶ程度であり、このとき、蛍光体
に入射する電子線の侵入深さは５μｍ程度となる。そこ
で、従来のＣＲＴでは、通常、平均粒径が５μｍ程度の
蛍光体粒子によって蛍光面を形成していた。

【０００５】これに対して、近年開発が著しいいわゆる
フィールドエミッションタイプのディスプレイ等では、
電子線の加速電圧が１０ｋＶ程度以下であり、このと
き、蛍光体に入射する電子線の侵入深さは６００ｎｍ程
度以下となる。このため、近年開発が進められているデ
ィスプレイでは、蛍光体粒子の粒径を、従来のＣＲＴで
使用されていたようなミクロンサイズのものから、ナノ
メータサイズのものとすることが必要になってきてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、蛍光スクリ
ーンにおいて、蛍光スクリーンの外部から入射してきた
光、すなわちパネルガラス側から入射してきた光（以
下、外光と称する。）は、通常、パネルガラスを透過し
た後、一部が蛍光面によって吸収されるともに、一部が
蛍光面によって反射されて再びパネルガラスから出てく
る。このような反射光は、ディスプレイの黒レベル輝度
を上げてしまい、コントラスト低下の原因となるので、
出来るだけ低減することが望まれる。

【０００７】しかしながら、蛍光面を構成する蛍光体粒
子の粒径が外光の波長の約１／２よりも小さいようなと
き、すなわち蛍光体粒子の平均粒径が２００ｎｍ程度以
下のようなときには、パネルガラスを透過してきた外光
は、蛍光面も透過してしまう。このとき、蛍光面の裏側
に金属薄膜が形成されていると、この金属薄膜によって
外光の殆どが反射されてしまい、結果として、パネルガ
ラスが鏡のようになってしまう。このようになると、デ
ィスプレイの黒レベル輝度が非常に高くなってしまい、
コントラストが大幅に低下してしまう。

【０００８】そして、近年開発が進められているディス
プレイでは、上述したように、蛍光面を構成する蛍光体
粒子の粒径をナノメータサイズとすることが必要となっ
てきている。しかし、蛍光体粒子の粒径を小さくしてい
くと、蛍光面における外光の吸収が少なくなり、外光を
反射しやすくなってしまい、コントラストが低下してし
まうという問題が生じる。

【０００９】本発明は、以上のような従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、蛍光面を構成する蛍光体粒子
の粒径を小さくしても、十分なコントラストを得ること
が可能な蛍光スクリーンを提供すること目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る蛍光スクリ
ーンは、平均粒径が１ｎｍ〜２００ｎｍの蛍光体粒子が
配された蛍光面と、上記蛍光面の少なくとも一部に重ね
られたカラーフィルターとを備えることを特徴とするも
のである。

【００１１】この蛍光スクリーンでは、蛍光面を構成す
る蛍光体粒子の粒径が非常に小さいため、蛍光面に入射
した外光は、蛍光面を透過してしまう。しかし、この蛍
光スクリーンでは、カラーフィルターによって外光を吸
収し減衰させることができる。すなわち、この蛍光スク
リーンでは、カラーフィルターによって外光の反射を抑
えることができるので、優れたコントラストが得られ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。なお、本発明は以下の例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能
であることは言うまでもない。

【００１３】本発明を適用した蛍光スクリーンの一例を
図１に示す。この蛍光スクリーンは、フィールドエミッ
ションタイプのディスプレイ等のように、電子線の加速
電圧が１０ｋＶ程度以下のディスプレイに適用可能な蛍
光スクリーンであり、パネルガラス１と、パネルガラス
１上に形成されたカラーフィルター２と、カラーフィル
ター２上に形成された蛍光面３と、蛍光面３上に形成さ
れた金属薄膜４とから構成されている。

【００１４】上記パネルガラス１は、光透過率の高いガ
ラスからなる。このように光透過率の高い材料によって
パネルガラス１を形成することにより、蛍光面３からの
発光が効率良くパネルガラス１を透過するようになるの
で、輝度を向上することができる。

【００１５】なお、蛍光スクリーンは、一般に、パネル
ガラス１の光透過率が高いと、外光の影響を受けて黒レ
ベル輝度が増加し、コントラストが低下する。しかし、
本発明を適用した蛍光スクリーンでは、カラーフィルタ
ー２を用いることにより十分なコントラストを得ること
が可能となっているので、光透過率の高いパネルガラス
１を使用することが可能となっている。すなわち、この
蛍光スクリーンでは、光透過率の高いパネルガラス１を
用いることにより、輝度を高くすることが可能となって
おり、更に、カラーフィルター２を用いることにより、
優れたコントラストを得ることも可能となっている。

【００１６】パネルガラス１上に形成されたカラーフィ
ルター２は、無機顔料分散型のカラーフィルターであ
り、主に赤以外の波長域の光を吸収し減衰させる赤色フ
ィルター２ａと、主に緑以外の波長域の光を吸収し減衰
させる緑色フィルター２ｂと、主に青以外の波長域の光
を吸収し減衰させる青色フィルター２ｃとが、それぞれ
表示画素に対応するように形成されている。

【００１７】そして、このカラーフィルター２上に形成
された蛍光面３は、電子線が照射されたときに赤く発光
する蛍光体粒子が配された赤色蛍光部３ａと、電子線が
照射されたときに緑色に発光する蛍光体粒子が配された
緑色蛍光部３ｂと、電子線が照射されたときに青く発光
する蛍光体粒子が配された青色蛍光部３ｃとが、それぞ
れ表示画素に対応するように形成されてなる。すなわ
ち、カラーフィルター２の赤色フィルター２ａに重なる
ように赤色蛍光部３ａが形成されており、カラーフィル
ター２の緑色フィルター２ｂに重なるように緑色蛍光部
３ｂが形成されており、カラーフィルター２の青色フィ
ルター２ｃに重なるように青色蛍光部３ｃが形成されて
いる。なお、赤色蛍光部３ａ、緑色蛍光部３ｂ及び青色
蛍光部３ｃを構成する各蛍光体粒子の材料は、電子線が
照射されたときに、それぞれの色を発光するものであれ
ば、特に限定されるものではない。

【００１８】そして、本発明を適用した蛍光スクリーン
において、赤色蛍光部３ａ、緑色蛍光部３ｂ及び青色蛍
光部３ｃを構成する各蛍光体粒子の平均粒径は１ｎｍ〜
２００ｎｍの範囲内とされる。そして、赤色蛍光部３
ａ、緑色蛍光部３ｂ及び青色蛍光部３ｃは、このような
蛍光体粒子が、２〜３粒子層だけ積層されてなる。換言
すれば、蛍光体粒子の平均粒径は、蛍光面３の膜厚の１
／２〜１／３程度である。このように、蛍光体粒子の積
層を２〜３粒子層とすることにより、蛍光体粒子による
パネル被覆率や、発光の外部取り出し効率等が最適とな
り、電子線が照射されたときに発光する蛍光面３の輝度
が最大となる。更に、本発明を適用した蛍光スクリーン
の蛍光面３は、上述のように平均粒径が非常に小さい蛍
光体粒子によって形成されているので、電子線の加速電
圧が低くても、蛍光体粒子内に電子線が十分に深く侵入
する。したがって、電子線の加速電圧が低くても、蛍光
面３を十分に発光させることができる。

【００１９】このような蛍光面３上に形成された金属薄
膜４は、蛍光面３の帯電防止や輝度の向上等のためのも
のであり、蛍光面３上にアルミニウムを蒸着することに
よって形成されてなる。この金属薄膜４によって、蛍光
面３が帯電してしまうようなことがなくなり、蛍光面３
に入射する電子線の有効加速電圧の降下が防止される。
また、蛍光面３からの発光のうち、内側へ向かう光は金
属薄膜４によってパネルガラス１側へ反射されるので、
この蛍光スクリーンは、金属薄膜４がないような蛍光ス
クリーンに比べて、輝度が約２倍となる。なお、この金
属薄膜４の材料は、製造コスト等の観点からアルミニウ
ムが好適であるが、良導体で光反射率が高い材料である
ならば、アルミニウム以外の材料を使用することも可能
である。

【００２０】この蛍光スクリーンに画像を表示させると
きには、金属薄膜４が形成された側から電子線を入射さ
せる。このとき、蛍光面３の赤色蛍光部３ａに電子線が
入射すると、その部分が赤色に発光し、蛍光面３の緑色
蛍光部３ｂに電子線が入射すると、その部分が緑色に発
光し、蛍光面３の青色蛍光部３ｃに電子線が入射する
と、その部分が青色に発光する。そして、これらの発光
の組み合わせにより、画像がパネルガラス１上に表示さ
れることとなる。

【００２１】以上のような構成を有する蛍光スクリーン
において、赤色フィルター２ａは、外部から入射してき
た外光のうち、赤以外の波長域の光、すなわち青や緑等
の波長域の光を吸収し減衰させ、一方、赤色蛍光部３ａ
からの赤色発光については、殆ど減衰させることなく透
過する。また、緑色フィルター２ｂは、外部から入射し
てきた外光のうち、緑以外の波長域の光、すなわち赤や
青等の波長域の光を吸収し減衰させ、一方、緑色蛍光部
３ｂからの緑色発光については、殆ど減衰させることな
く透過する。また、青色フィルター２ｃは、外部から入
射してきた外光のうち、青以外の波長域の光、すなわち
赤や緑等の波長域の光を吸収し減衰させ、一方、青色蛍
光部３ｃからの青色発光については、殆ど減衰させるこ
となく透過する。すなわち、この蛍光スクリーンでは、
カラーフィルター２によって、不要な外光が減衰される
ので、外光の反射によるコントラストの低下が少なくて
済み、非常に高いコントラストが得られる。

【００２２】この蛍光スクリーンでは、蛍光面３を構成
する蛍光体粒子の平均粒径が、可視光の波長の１／２程
度以下となっているので、カラーフィルター２がない
と、外部から蛍光スクリーンに入射してきた外光は、蛍
光面３を透過して金属薄膜４にまで到達し、金属薄膜４
によって反射される。そして、このような反射光は、コ
ントラストの低下を招いてしまう。すなわち、上記蛍光
スクリーンでは、カラーフィルター２がないと、外光の
反射によってコントラストが大幅に低下してしまう。し
かしながら、上述したように、上記蛍光スクリーンで
は、カラーフィルター２によって不要な外光が減衰され
るので、外光の反射によるコントラストの低下が少なく
て済み、非常に高いコントラストが得られる。

【００２３】なお、本発明を適用した蛍光スクリーンに
おいて、蛍光面３を構成する蛍光体粒子の平均粒径を１
ｎｍ以上としているのは、蛍光体粒子を構成する原子の
大きさを考慮すると、蛍光体粒子の平均粒径を１ｎｍ未
満とすることは困難であるからである。また、蛍光体粒
子の平均粒径を２００ｎｍ以下としているのは、電子線
の加速電圧が低くても蛍光面３を十分に発光させるため
には、蛍光体粒子の平均粒径を十分に小さくする必要が
あるためと、平均粒径が２００ｎｍを越えるような大き
さの蛍光体粒子を用いる場合は、外光が蛍光体粒子に十
分に吸収されるので、外光によるコントラストの低下が
少なくて済み、カラーフィルター２を用いるような必要
がないからである。

【００２４】なお、以上の説明では、電子線によって蛍
光面を発光させる蛍光スクリーンを例に挙げたが、本発
明は、プラズマディスプレイ等のような紫外線励起型の
ディスプレイに使用される蛍光スクリーン、すなわち紫
外線によって蛍光面を発光させる蛍光スクリーンに対し
ても適用可能である。紫外線によって蛍光面を発光させ
る蛍光スクリーンに対して本発明を適用する際は、紫外
線によって発光する蛍光体粒子によって蛍光面を形成す
れば良く、その他については、上述の蛍光スクリーンと
同様に構成すればよい。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る蛍光スクリーンでは、カラーフィルターによって
外光の反射を抑えることができるので、蛍光面を構成す
る蛍光体粒子の粒径が非常に小さくても、優れたコント
ラストが得られる。すなわち、本発明によれば、外光に
よるコントラストの低下を大幅に軽減でき、蛍光面を構
成する蛍光体粒子の粒径が小さくても十分なコントラス
トを得ることが可能な蛍光スクリーンを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した蛍光スクリーンの一例を示す
要部断面図である。

【符号の説明】

１ パネルガラス、 ２ カラーフィルター、 ２ａ
赤色フィルター、 ２ｂ 緑色フィルター、 ２ｃ 青
色フィルター、 ３ 蛍光面、 ３ａ 赤色蛍光部、
３ｂ 緑色蛍光部、 ３ｃ 青色蛍光部、 ４ 金属薄
膜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均粒径が１ｎｍ〜２００ｎｍの蛍光体
   粒子が配された蛍光面と、 上記蛍光面の少なくとも一部に重ねられたカラーフィル
   ターとを備えることを特徴とする蛍光スクリーン。
2. 【請求項２】 上記蛍光面は、電子線又は紫外線が照射
   されたときに、赤色に発光する赤色蛍光部と、緑色に発
   光する緑色蛍光部と、青色に発光する青色蛍光部とが、
   表示画素毎に形成されてなることを特徴とする請求項１
   記載の蛍光スクリーン。
3. 【請求項３】 上記カラーフィルターとして、上記赤色
   蛍光部に重ねられた赤色フィルターと、上記緑色蛍光部
   に重ねられた緑色フィルターと、上記青色蛍光部に重ね
   られた青色フィルターとを有することを特徴とする請求
   項２記載の蛍光スクリーン。