KR100787769B1 - 전자선 여기 형광 발광소자 - Google Patents

전자선 여기 형광 발광소자 Download PDF

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후다바 덴시 고교 가부시키가이샤
도쿠리츠교세이호징 붓시쯔 자이료 겐큐키코
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Abstract

본 발명은 전자선의 충돌에 의해 발광하는 형광체를 이용한 형광 발광소자에 관한 것으로서, AlN 결정 또는 AlN 고용체 결정에 적어도 Eu, Si 및 산소가 고용되어 이루어지고, 조성식은 EuaAlbSicNdOe(식중, a+b+c+d+e=1로 함)로 표시되고, a, b, c, d, e는 하기 (1) 내지 (5)의 조건을 만족하는 값에서 적절히 선택된 형광체를 이용하여 전자선 여기 형광 발광소자를 제작하여 특히 휘도 수명이 우수한 전자선 여기 형광 발광소자를 제공하는 것을 특징으로 한다.
(1) 0.00001≤a≤0.1
(2) 0.4≤b≤0.55
(3) 0.001≤c≤0.1
(4) 0.4≤d≤0.55
(5) 0.001≤e≤0.1

Description

전자선 여기 형광 발광소자{ELECTRON BEAM EXCITED FLUORESCENCE EMITTING DEVICE}
도 1은 본 발명의 전자선 여기 형광 발광소자와 종래의 형광 발광소자와의 애노드 전압-애노드 전류를 비교한 그래프,
도 2는 상기 전자선 여기 형광 발광소자와 종래의 형광 발광소자와의 발광 효율을 비교한 그래프,
도 3은 상기 전자선 여기 형광 발광소자와 종래의 형광 발광소자와의 에미션 능력을 비교한 그래프,
도 4는 상기 전자선 여기 형광 발광소자와 종래의 표시 소자와의 색도 변화량을 나타내는 도표, 및
도 5는 일반적인 FED의 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 양극 기판 2 : 음극 기판
3 : 전계 방출 소자(FEC) 4 : 양극
5 : 음극 도체 6 : 절연층
7 : 게이트 8 : 홀
9 : 에미터 10 : 투명 도전막
11 : 형광체층
본 발명은 전자선의 충돌에 의해 발광하는 형광체를 이용한 형광 발광소자에 관한 것으로서, 특히 휘도 수명이 우수하고, 양극의 구동 전압이 50V 이상인 전자선 여기 형광 발광소자에 관한 것이다.
종래부터 전계 방출형 음극을 전자선에 이용한 표시 소자(Field Emission Display, 이하「FED」라고 함) 및 열전자 방출형 음극을 이용한 형광 표시소자(Vacuum Fluorescent Display, 이하 「VFD」라고 함) 등의 표시장치에 있어서, 각 발광색을 얻기 위해 여러 가지 발광 형광 소자로 이루어진 형광체가 이용되고 있다. 그리고, 전자선 여기에 의한 표시장치용 청색 발광 형광체로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2003-55657호 또는 일본 공개특허공보 2004-285363호에 개시된 것이 공지이다.
일본 공개특허공보 2003-55657호에는 (Y, Ce)2O3·SiO2 형광체로서 조성의 일반식이 (Y, Ce)2O3·nSiO2(단, 0.4≤n〈1.0)인 청색으로 발광하는 저속 전자선용 형광체에 대해 개시되어 있다. 또한, 일본 공개특허공보 2004-285363호에는 냉음극 전계 전자 방출 표시장치의 신뢰성이나 수명 특성을 향상시키기 위해, 결정 결함이 적고, 장시간 사용에 의해서도 열화가 적은, 즉 휘도의 저하가 적은 ZnS:Ag, Al, ZnS:Ag, Ga의 청색으로 발광하는 형광체 분말에 대해 개시되어 있다.
한편, 종래의 형광체는 고에너지를 갖는 광이나 전자선 등 여기원을 조사하고, 이에 의해 여기되어 발광하지만, 그 결과 형광체의 휘도가 저하되는 문제가 있었다. 이 때문에 휘도 저하가 적은 형광체가 요구되고 있다. 그리고, 이와 같은 요구에 응답할 수 있는 형광체를 제공하기 위해, 예를 들면 일본 공개특허공보 2004-277663호에는 조성식이 Ce0 .5(Si, Al)12(O, N)16의 청색으로 발광하는 α형 사이알론 형광체에 대해 개시되어 있다. 또한, 일본 공개특허공보 2005-8794호에는 조성비가 Ca0 .25Ce0 .25(Si, Al)12(O, N)16으로 표시되는 α형 사이알론 형광체에 대해 개시되어 있다.
그러나, 일본 공개특허공보 2003-55657호에 개시된 Y2SiO5:Ce 형광체는 수명 특성에 있어서 발광 효율의 저하가 현저하고, 또한 FED에서는 RGB 형광체(특히, 청색)의 열화 정도에 차이가 많이 생기므로 수명 시간이 짧고, 또한 색 밸런스가 시프트(shift)하는 문제가 있었다. 또한, 구동 전압이 3kV 정도의 FED는 전자의 침입 깊이 때문에 메탈백의 사용이 곤란하다.
또한, 일본 공개특허공보 2004-285363호에 개시된 ZnS:Ag, Al 등의 유황을 함유한 형광체에서는 전자의 충돌로 유황이 비산하여 전자원을 오염시키므로 에미션 능력이 저하하고, 디바이스로서의 수명을 악화시키는 문제가 있었다.
또한, 일본 공개특허공보 2004-277663호 또는 일본 공개특허공보 2005-8794호에 개시된 사이알론 형광체에 관한 기술에 있어서, 전계 방출 소자 등의 형광 발 광소자에 관한 구체적 내용이 개시되어 있지 않다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 열화 정도가 적고 수명 특성이 우수하고, 또한 색 밸런스가 시프트되지 않는 전자선 여기 형광 발광소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 기재된 전자선 여기 형광 발광소자는 AlN 결정 또는 AlN 고용체 결정에 적어도 Eu, Si 및 산소가 고용되어 이루어지고, 전자선을 조사함으로써 피크 파장이 440nm에서 500nm의 사이에 있는 형광을 발하는 전자선 여기용 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자선 여기 형광 발광소자이다.
청구항 2에 기재된 전자선 여기 형광 발광소자는 청구항 1에 기재된 전자선 여기 형광 발광소자에 있어서, 조성식 EuaAlbSicNdOe(식 중, a+b+c+d+e=1로 함)으로 표시되고, 식 중 a, b, c, d, e는,
0.00001≤a≤0.1
0.4≤b≤0.55
0.001≤c≤0.1
0.4≤d≤0.55
0.001≤e≤0.1
의 조건을 만족하는 AlN 결정 또는 AlN 고용체 결정을 함유하는 전자선 여기용 형광체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
청구항 3에 기재된 전자선 여기 형광 발광소자는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 전자선 여기 형광 발광소자에 있어서, 상기 AlN 결정 또는 AlN 고용체 결정을 함유하는 전자선 여기용 형광체 중에 도전제를 함유하는 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 기재된 전자선 여기 형광 발광소자는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 전자선 여기 형광 발광소자에 있어서, 상기 전자선이 전계 방출원으로부터 방출되는 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 기재된 전자선 여기 형광 발광소자는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 전자선 여기 형광 발광소자에 있어서, 상기 전자선이 필라멘트상의 열전자 방출원으로부터 방출되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 첨부한 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명의 전자선 여기 형광 발광소자와 종래의 형광 발광소자와의 애노드 전압-애노드 전류를 비교한 그래프, 도 2는 상기 전자선 여기 형광 발광소자와 종래의 표시 소자와의 발광 효율을 비교한 그래프, 도 3은 상기 전자선 여기 형광 발광소자와 종래의 표시 소자와의 에미션 능력을 비교한 그래프, 도 4는 상기 전자선 여기 형광 발광소자와 종래의 표시소자와의 색도 변화량을 나타내는 도표, 도 5는 일반적인 FED의 단면도이다.
본 발명의 전자선 여기 형광 발광소자는 AlN 결정 또는 AlN 고용체 결정을 주 성분으로서 포함하고, Eu를 추가 성분으로 하여 이루어진다(이하, AlN:Eu라고 함). 그리고, 본원 발명자들은 전계 방출형 소자는 애노드 전압이 수백V 내지 수kV로 설정되므로 여러 가지 형광체 시료를 이용한 실험 연구 결과, 고전압의 전자의 충돌에 의해 분해 비산되기 어려우므로 전계 방출형 소자용 청색 발광 형광체로서는 사이알론 형광체가 유망하다는 것을 알아내고, 또한 청색 발광인 것에 대해 예의 연구한 바, 형광체로서 AlN 결정 또는 AlN 고용체 결정을 모체 결정으로서 Eu를 추가 성분으로 한 형광체를 채용한다는 새로운 착상을 얻었다.
AlN 결정은 울자이트형 결정 구조(wurtzite structure)를 가진 결정이며, 또한 AlN 고용체 결정은 AlN에 규소나 산소가 첨가된 결정이다.
이하, 구체적인 AlN 결정 또는 AlN 고용체 결정의 조성식의 일례로서는 다음과 같은 조성식을 들 수 있다.
·2Hδ:Si2 .40Al8 .60O0 .60N11 .40
·27R:Al9O3N7:1Al2O3-7AlN
·21R:Al7O3N5:1Al2O3-5AlN
·12H:SiAl5O2N5:1SiO2-5AlN
·15R:SiAl4O2N4:1SiO2-4AlN
·8H:Si0 .5Al3 .5O2 .5N2 .5:0.5SiO2-0.5Al2O3-2.5AlN
본 발명에서는 이들 결정을 모체 결정으로서 이용할 수 있다. AlN 결정 또는 AlN 고용체 결정은 X선 회절이나 중성자선 회절에 의해 동정(同定)할 수 있고, 순수한 AlN 결정 또는 AlN 고용체 결정과 동일한 회절을 나타내는 물질 외에 구성 원소가 다른 원소와 치환됨으로써 격자정수가 변화된 것도 본 발명의 일부이다. 또한, 순수한 AlN 결정 또는 AlN 고용체 결정에 결함 구조나 적층 결함, 장주기 구조를 가진 결정도 기본적인 회절 데이터가 변화되지 않는 것은 본 발명의 일부이다.
본 발명에서는 사이알론 결정 구조를 갖고, Eu, Si, Al, O, N 원소를 함유한 결정이면 조성의 종류를 특별히 한정하지 않지만, 다음 조성으로 휘도가 높은 청색 형광체가 얻어진다. 조성식은 EuaAlbSicNdOe(식중, a+b+c+d+e=1이라고 함)로 표시되고, a, b, c, d, e는 하기 (1) 내지 (5)의 조건을 모두 만족하는 값에서 적절히 선택된다.
(1) 0.00001≤a≤0.1
(2) 0.4≤b≤0.55
(3) 0.001≤c≤0.1
(4) 0.4≤d≤0.55
(5) 0.001≤e≤0.1
조성식 중의 a는 발광 중심이 되는 원소 Eu의 첨가량을 나타내고, 원자비로 0.00001≤a≤0.1이 되도록 하는 것이 바람직하다. a값이 0.00001보다 작으면 발광 중심이 되는 Eu의 수가 적으므로 발광 휘도가 저하한다. 또한, 0.1 보다 크면 Eu 이온간의 간섭에 의해 농도 소광을 일으켜 휘도가 저하한다.
조성식 중의 b는 모체 결정을 구성하는 Al 원소의 양이고, 원자비로 0.4≤b≤0.55가 되도록 하는 것이 바람직하다. b값이 이 범위를 벗어나면 결정 중의 결합이 불안정해져 AlN 결정 또는 AlN 고용체 결정 이외의 결정상의 생성 비율이 증가하고, 발광 강도가 저하한다.
조성식 중의 c는 Si 원소의 양이고, 원자비로 0.001≤c≤0.1이 되도록 하는 것이 바람직하다. c가 0.001 보다 작으면 전하 보상의 효과가 적고, Eu와 O의 고용이 저해되어 휘도가 저하한다. c가 0.1 보다 크면 AlN 결정 또는 AlN 고용체 결정 이외의 결정상의 생성 비율이 증가하고, 발광 강도가 저하한다.
조성식 중의 d는 질소의 양이고, 원자비로 0.4≤d≤0.55가 되도록 하는 것이 바람직하다. d값이 이 범위에서 벗어나면 AlN 결정 또는 AlN 고용체 결정 이외의 결정상의 생성 비율이 증가하고, 발광 휘도가 저하한다.
조성식 중의 e는 산소의 양이고, 원자비로 0.001≤e≤0.1이 되도록 하는 것이 바람직하다. e가 0.001 보다 작으면 M의 고용이 저해되어 휘도가 저하한다. e가 0.1 보다 크면 AlN 고용체 결정 이외의 결정상의 생성 비율이 증가하고, 발광 강도가 저하한다.
계속해서, 상기 AlN:Eu 형광체의 제조 방법을 나타낸다. 또한, 이하에 나타내는 AlN:Eu 형광체의 제조 방법은 일례이고, 이에 한정되지 않는다.
원료 분말은 평균 입자 직경 0.5㎛, 산소 함유량 0.93 중량%, α형 함유량 92%의 질화규소 분말, 비표면적 3.3㎡/g, 산소 함유량 0.79%의 질화알루미늄 분말, 순소 99.9%의 산화유로퓸(europium oxide) 분말을 이용했다.
조성식 Eu0 .002845Al0 .463253Si0 .02845N0 .501185O0 .004267로 표시되는 화합물을 얻기 위해, 질화규소 분말, 질화알루미늄 분말 및 산화유로퓸 분말을 각각 6.389 중량%, 91.206 중량%, 2.405 중량%가 되도록 칭량하고, 질화규소 소결체제의 포트, 질화규소 소결체제의 볼 및 n-헥산을 이용하여 습식 볼밀에 의해 2 시간 혼합했다.
로터리 증발기에 의해 n-헥실을 제거하여, 혼합 분체의 건조물을 얻었다. 얻어진 혼합물을 메노우 유침(乳針)과 유봉(乳棒)을 이용하여 분쇄한 후에 500㎛의 체를 통해 유동성이 우수한 분체 응집체를 얻었다. 이 분체 응집체를 직경 20mm 높이 20mm의 크기의 질화붕소제 도가니에 자연 낙하시켜 넣은 바, 숭밀도(崇密度)는 30체적%이었다. 숭밀도는 투입한 분체 응집체의 중량, 도가니의 내용적 및 분체의 진밀도(眞密度)(3.1g/㎤)로 계산했다.
계속해서, 도가니를 흑연 저항 가열 방식의 전기로에 세팅했다. 소성 조작은 우선 확산 펌프에 의해 소성 분위기를 진공으로 하고, 실온에서 800℃까지 매시 500℃의 속도로 가열하고, 800℃에서 순도가 99.999체적%의 질소를 도입하여 가스 압력을 1MPa로 하고, 매시 500℃에서 2000℃까지 승온하고, 2000℃에서 2시간 유지했다.
그리고, 합성한 시료를 메노우의 유침을 이용하여 분말로 분쇄하고, Cu의 Kα선을 이용한 분말 X선 회절 측정(XRD)을 실시하였다. 해석 결과, 울자이트형 AlN 구조의 결정이 생성되는 것을 알 수 있다.
이와 같이 제작한 AlN:Eu 형광체를 이용하고, VFD에 의한 CL(cathode luminescence) 평가를 실시하였다.
우선, 에틸셀룰로오스(ethyl cellulose)를 부틸카르비톨(butyl carbitol)에 용해한 유기 용매에 AlN:Eu 형광체를 혼합한 페이스트를 사용하여 형광체를 애노드 전극에 형성하고, VFD를 제작하여 평가한 바, 도 1에 도시한 바와 같이 애노드 전압을 약 800V 이상으로 인가하여 비로소 애노드에 전류가 흘러 발광을 확인할 수 있었다(도면 중, A선). 또한, 비교를 위해 Y2SiO5:Ce 형광체에 대해 동일하게 평가한 바, 애노드 전압이 150V 정도에서 애노드에 전류가 흘러 발광을 확인할 수 있었다(도면 중, B선). 따라서, AlN:Eu 형광체에 도전제로서 ZnO를 형광체에 대해 5wt% 혼입하여 평가한 바, 애노드 전류의 흐름에서 나오는 전압은 약 10V로 낮아지고 발광도 확인할 수 있었다(도면 중, C선).
계속해서, AlN:Eu 형광체에 도전제로서 ZnO를 형광체에 대해 5wt% 혼입하여 에틸셀룰로스를 부틸카르비톨에 용해한 유기 용매와 혼입한 형광체 페이스트를 사용한 형광체를 애노드 전극에 형성하고, FED를 제작하여 평가했다. 또한, 구동 조건은 가속 전압 3kV, 듀티 1/240 펄스 구동, 전류 밀도 8mA/㎠로 실시했다.
도 2는 상기 구동 조건에서의 발광 효율의 반감 시간을 조성비로 나타낸 것이다. 비교예 1은 Y2SiO5:Ce 형광체를 사용한 형광 발광소자, 비교예 2는 ZnS:Ag, Al 형광체를 사용한 형광 발광소자로 하고, Y2SiO5:Ce 형광체를 1.0의 기준으로 했다. 비교한 결과, 비교예 1은 1.0, 비교예 2는 2.7인 것에 대해, 본 실시예는 약 6.7이었다. 이에 의해 본 실시예는 비교예 1과 비교하여 약 6.7배, 비교예 2와 비 교하여 약 2.5배 가까이 발광 효율의 수명이 향상된 것을 알 수 있다.
도 3은 상기와 같은 구동 조건으로 에미션 능력의 반감 시간을 상대비로 나타낸 것이다. 비교예 1은 Y2SiO5:Ce 형광체를 사용한 형광 발광 소자, 비교예 2는 ZnS:Cu, Al 형광체를 사용한 형광 발광소자로 하고, Y2SiO5:Ce 형광체에 1.0의 기준으로 했다. 비교한 결과, 비교예 1은 1.0, 비교예 2는 0.19인 것에 대해 본 실시예의 형광 발광소자는 약 1.21이었다. 이에 의해 본 실시예는 비교예 1과 비교하여 약 1.21배, 비교예 2와 비교하여 약 6.4배 가까이 에미션 수명이 향상된 것을 알 수 있다.
도 4는 FED 전체 점등에서의 수명 시험 2000h 후의 색도 변화량을 도시한 것이다. 본 실시예의 형광 발광소자는 비교예 1의 Y2SiO5:Ce 형광체를 사용한 형광 발광소자 및 비교예 2의 ZnS:Ag, Al 형광체를 사용한 형광 발광소자와 비교하여 색도 변화가 적고 수명 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.
이하, 상기 본 발명을 실시예에 의해 더 구체적으로 설명한다. 또한, 하기 각 실시예는 본 발명을 한정하는 것이 아니라 전기·후기의 취지에 맞게 설계 변경하는 것은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
(실시예 1)
도 5는 일반적인 구성의 FED를 도시한다. 양극 기판(1)과 음극 기판(2)을 대면시켜 주위를 밀봉한 외관 용기를 구비하고 있다. 전자원인 전계 방출 음극(3)(FEC)은 음극 기판(2)의 내면에 형성되고, 발광부인 양극(4)은 음극 기판(2)에 대면하는 양극 기판(1)의 내면에 형성되어 있다. FEC(3)는 음극 기판(2)에 형성된 음극 도체(5)와 그 위에 형성된 절연층(6), 그 위에 형성된 게이트(7), 절연층(6)과 게이트(7)에 형성된 홀(8), 및 홀(8) 내의 음극 도체(5)상에 형성된 콘 형상의 에미터(9)를 구비하고 있다. 양극(4)은 양극 기판(1)에 양극 도체로서 형성된, 예를 들면 ITO 등의 투명 도전막(10)과 그 위에 형성된 형광체층(11)으로 구성되어 있다. FEC(3)로부터 방출된 전자는 양극(4)의 형광체층(11)에 충돌하여 이를 발광시킨다. 형광체층(11)의 발광은 투광성의 투명 도전막(10)과 양극 기판(1)을 통해 양극 기판(1)의 외측에서 관찰된다.
그리고, 상기 구성으로 이루어진 FED에 상기 AlN:Eu 형광체로 표시되는 청색으로 발광하는 형광체에 도전제로서 평균 입자직경 0.5㎛의 ZnO 미립자를 5wt% 혼합했다. 이를 에틸셀룰로오스와 부틸카르비톨로 이루어진 용매에 분산하여 페이스트로 한 형광체 페이스트를 실장하여 수명 특성의 평가를 실시했다. 비교를 위해 Y2SiO5:Ce, ZnS:Ag, Al 형광체도 각각 다른 FED를 제작하여 동일한 조건 하에서 점등하여 평가하여 비교한 결과, 실시예 1은 비교예 1 또는 비교예 2에 비해 수명 안정성이 우수한 것이 확인되었다.
(실시예 2)
AlN:Eu 형광체로 표시되는 청색으로 발광하는 형광체에 도전제로서 평균 입자직경 0.5㎛의 SnO2 미립자를 5wt% 혼합하고, 이를 에틸셀룰로스와 부틸카르비톨로 이루어진 용매에 분산하여 페이스트로 하였다. 그리고, 이 형광체 페이스트를 실 시예 1과 동일하게 하여 FED에 실장하여 수명 특성의 평가를 실시한 결과, 실시예 2에서도 실시예 1과 동일한 효과가 얻어졌다.
(실시예 3)
AlN:Eu 형광체로 표시되는 청색으로 발광하는 형광체에 도전제로서 평균 입자직경 0.5㎛의 ZnO 미립자를 5wt% 혼합하고, 이를 에틸셀룰로스와 부틸카르비톨로 이루어진 용매에 분산하여 페이스트로 하였다. 그리고, 형광체 페이스트를 사용하여 VFD를 제작하여 애노드 전극에 50V 인가한 바, 실용적인 휘도로 청색의 발광이 얻졌다.
(실시예 4)
AlN:Eu 형광체로 표시되는 청색으로 발광하는 형광체에 도전제로서 평균 입자직경 0.5㎛의 SnO2 미립자를 5wt% 혼합하고, 이를 에틸셀룰로스와 부틸카르비톨로 이루어진 용매에 분산하여 페이스트로 하였다. 그리고, 형광체 페이스트를 사용하여 VFD를 제작하여 애노드 전극에 50V 인가한 바, 실시예 3과 마찬가지로 실용적인 휘도로 청색의 발광이 얻졌다.
이와 같이, 상기 전자선 여기 형광 발광소자는 50V 이상의 구동 전압에 있어서 휘도 수명이 우수한 청색 발광을 실현하고, 또한 FED나 VFD 등의 표시장치에 이용하는 전자선 여기 형광 발광소자에 이용한 경우, 휘도 수명이 우수하므로 RGB의 색의 밸런스의 시프트를 억제하는 효과를 갖는다.
이상, 본 발명을 이용하여 최량의 형태에 대해 설명하였지만, 이 형태에 의 한 기술 및 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않는다. 즉, 이 형태에 기초하여 당업자들에 의해 이루어지는 다른 형태, 실시예 및 운용 기술 등은 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것은 물론이다.
본 발명의 전자선 여기 형광체 발광소자에 의하면 50V 이상의 구동 전압에 있어서 열화 정도가 적고 휘도 수명이 우수한 청색 발광을 실현하고, 또한 FED나 VFD 등의 표시장치에 이용하는 전자선 여기 형광 발광소자에 이용한 경우, 휘도 수명이 우수하므로 RGB의 색의 밸런스의 시프트를 억제할 수 있다.

Claims (5)

  1. AlN 결정 또는 AlN 고용체 결정에 적어도 Eu, Si 및 산소가 고용되어 이루어지고, 전자선을 조사함으로써 피크 파장이 440nm에서 500nm 사이에 있는 형광을 발하는 전자선 여기용 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자선 여기 형광 발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    조성식 EuaAlbSicNdOe(식 중, a+b+c+d+e=1로 함)로 표시되고, 식 중의 a, b, c, d, e는,
    0.00001≤a≤0.1
    0.4≤b≤0.55
    0.001≤c≤0.1
    0.4≤d≤0.55
    0.001≤e≤0.1
    의 조건을 만족하는 AlN 결정 또는 AlN 고용체 결정을 함유하는 전자선 여기용 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자선 여기 형광 발광소자.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 AlN 결정 또는 AlN 고용체 결정을 함유하는 전자선 여기용 형광체 중에 도전제를 함유하는 것을 특징으로 하는 전자선 여기 형광 발광소자.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전자선은 전계 방출원으로부터 방출되는 것을 특징으로 하는 전자선 여기 형광 발광소자.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전자선은 필라멘트상의 열전자 방출원으로부터 방출되는 것을 특징으로 하는 전자선 여기 형광 발광소자.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8852453B2 (en) * 2004-08-11 2014-10-07 National Institute For Materials Science Phosphor
US8114313B2 (en) 2005-12-08 2012-02-14 National Institute For Materials Science Phosphor, process for producing the same, and luminescent device
JP4956732B2 (ja) * 2006-05-18 2012-06-20 Dowaエレクトロニクス株式会社 電子線励起用の蛍光体およびカラー表示装置
JP5517400B2 (ja) * 2006-07-11 2014-06-11 日本碍子株式会社 青色発光窒化アルミニウム材料及びその製造方法
JP5322053B2 (ja) * 2007-01-12 2013-10-23 独立行政法人物質・材料研究機構 蛍光体、その製造方法および発光器具
EP2012343A3 (en) * 2007-07-03 2010-09-08 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Light-emitting apparatus
EP2408024A4 (en) * 2009-03-10 2012-09-05 Oceans King Lighting Science WHITE LIGHT GENERATING METHOD AND LIGHTING DEVICE
US8933526B2 (en) * 2009-07-15 2015-01-13 First Solar, Inc. Nanostructured functional coatings and devices
GB2480265B (en) * 2010-05-10 2013-10-02 Toshiba Res Europ Ltd A semiconductor device and a method of fabricating a semiconductor device
TWI458808B (zh) * 2011-08-26 2014-11-01 Au Optronics Corp 螢光粉之成分及其合成方法及使用此螢光粉之電子裝置
CN106221695B (zh) * 2016-07-22 2019-05-07 成都理工大学 氮化铝基荧光粉的制备方法
US10600604B2 (en) 2017-06-23 2020-03-24 Current Lighting Solutions, Llc Phosphor compositions and lighting apparatus thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004277663A (ja) * 2003-03-18 2004-10-07 National Institute For Materials Science サイアロン蛍光体とその製造方法
JP2005008794A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 National Institute For Materials Science サイアロン蛍光体とその製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8400660A (nl) * 1984-03-01 1985-10-01 Philips Nv Luminescerend scherm.
JP2003055657A (ja) 2001-06-07 2003-02-26 Nichia Chem Ind Ltd 低速電子線用の蛍光体
JP4366920B2 (ja) * 2002-11-07 2009-11-18 ソニー株式会社 平面型表示装置及びその製造方法
JP4834827B2 (ja) * 2003-10-03 2011-12-14 独立行政法人物質・材料研究機構 酸窒化物蛍光体
JP2004285363A (ja) 2004-05-19 2004-10-14 Sony Corp 蛍光体粉末及びその製造方法、表示用パネル、並びに、平面型表示装置
US8852453B2 (en) * 2004-08-11 2014-10-07 National Institute For Materials Science Phosphor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004277663A (ja) * 2003-03-18 2004-10-07 National Institute For Materials Science サイアロン蛍光体とその製造方法
JP2005008794A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 National Institute For Materials Science サイアロン蛍光体とその製造方法

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