KR20070022385A - Display Unit-Use Blue Light Emitting Fluorescent Substance and Production Method Therefor and Field Emission Type Display Unit - Google Patents

Display Unit-Use Blue Light Emitting Fluorescent Substance and Production Method Therefor and Field Emission Type Display Unit Download PDF

Info

Publication number
KR20070022385A
KR20070022385A KR1020077000405A KR20077000405A KR20070022385A KR 20070022385 A KR20070022385 A KR 20070022385A KR 1020077000405 A KR1020077000405 A KR 1020077000405A KR 20077000405 A KR20077000405 A KR 20077000405A KR 20070022385 A KR20070022385 A KR 20070022385A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phosphor
blue light
light emitting
heating furnace
display device
Prior art date
Application number
KR1020077000405A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
노부유끼 요꼬사와
겐이찌 야마구찌
유우끼 오노
다께오 이또
Original Assignee
가부시끼가이샤 도시바
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시끼가이샤 도시바 filed Critical 가부시끼가이샤 도시바
Priority to KR1020077000405A priority Critical patent/KR20070022385A/en
Publication of KR20070022385A publication Critical patent/KR20070022385A/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/64Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing aluminium
    • C09K11/641Chalcogenides
    • C09K11/642Chalcogenides with zinc or cadmium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7784Chalcogenides
    • C09K11/7787Oxides
    • C09K11/7789Oxysulfides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/10Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
    • H01J31/12Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/10Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
    • H01J31/12Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
    • H01J31/123Flat display tubes
    • H01J31/125Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection
    • H01J31/127Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection using large area or array sources, i.e. essentially a source for each pixel group

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

본 발명의 표시 장치용 청색 발광 형광체는 가속 전압이 15 kV 이하인 전자선에 의해 여기되어 청색으로 발광하는 아연 형광체이며, 평균 입경이 1.0 내지 4.0 ㎛인 은 및 알루미늄을 활성부여제로 하는 육방정계 황화아연 형광체로 구성된다. 이 청색 발광 형광체는 형광체 원료를 수평에 대하여 경사지게 배치한 회전하는 관상의 가열로에 연속적으로 통과시켜, 상기 가열로 내에서 급격하게 가열하여 소성함과 동시에, 소성물을 연속적으로 배출하여 냉각함으로써 제조할 수 있다. 이 청색 발광 형광체가 사용된 전계 방출형 표시 장치는 초기 휘도(백색 휘도)나 색 재현성 등의 표시 특성이 향상되고, 높은 내압 특성을 갖는다.The blue light emitting phosphor for a display device of the present invention is a zinc phosphor which is excited by an electron beam having an acceleration voltage of 15 kV or less and emits blue light, and a hexagonal zinc sulfide phosphor having silver and aluminum having an average particle diameter of 1.0 to 4.0 μm as an activator It consists of. This blue light emitting phosphor is produced by continuously passing a phosphor raw material through a rotating tubular heating furnace inclined with respect to the horizontal, rapidly heating and firing in the heating furnace, and simultaneously discharging and cooling the fired product. can do. The field emission display device using this blue light emitting phosphor improves display characteristics such as initial luminance (white luminance) and color reproducibility, and has high breakdown voltage characteristics.

표시장치용 청색 발광 형광체, 육방정계 황화아연 형광체, 은 및 알루미늄 활성부여제, 전계 방출형 표시 장치 Blue light emitting phosphor for display device, hexagonal zinc sulfide phosphor, silver and aluminum activator, field emission display device

Description

표시 장치용 청색 발광 형광체와 그의 제조 방법 및 전계 방출형 표시 장치 {Display Unit-Use Blue Light Emitting Fluorescent Substance and Production Method Therefor and Field Emission Type Display Unit}Blue Light Emitting Fluorescent Substrate and Production Method Therefor and Field Emission Type Display Unit

본 발명은 표시 장치용 청색 발광 형광체와 그의 제조 방법, 및 전계 방출형 표시 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a blue light emitting phosphor for a display device, a method of manufacturing the same, and a field emission display device.

멀티미디어 시대의 도래에 따라, 디지탈 네트워크의 코어 기기가 되는 디스플레이 장치에는 큰 화면화나 고정밀화, 컴퓨터 등의 다양한 소스로의 대응성 등이 요구되고 있다. With the advent of the multimedia era, display devices, which are the core devices of digital networks, require large screens, high definition, and correspondence to various sources such as computers.

디스플레이 장치 중에서 전계 방출형 냉음극 소자 등의 전자 방출 소자를 이용한 전계 방출형 표시 장치(필드에미션 디스플레이; FED)는, 여러가지 정보를 치밀하고 높은 정밀도로 표시할 수 있는 큰 화면, 박형의 디지탈 장치로서 최근 활발하게 연구ㆍ개발이 진행되고 있다. Among the display devices, field emission display devices (field emission displays; FEDs) using electron emission devices such as field emission cold cathode devices are large screens and thin digital devices capable of displaying various types of information with high precision. Recently, research and development has been actively conducted.

FED는 기본적인 표시 원리가 음극선관(CRT)과 동일하며, 전자선에 의해 형광체를 여기하여 발광시키고 있지만, 전자선의 가속 전압(여기 전압)이 3 내지 15 kV로 CRT에 비하여 낮고, 전자선에 의한 전류 밀도가 높다. 따라서, FED용 형광체에 대해서는 충분한 연구가 진행되고 있지 않은 것이 현실이었다.The basic display principle of FED is the same as that of cathode ray tube (CRT), and the phosphor emits and emits light by electron beam, but the acceleration voltage (excitation voltage) of electron beam is 3-15 kV, lower than CRT, and the current density by electron beam Is high. Therefore, it was a reality that sufficient research is not advanced about the fluorescent substance for FED.

FED에 있어서는 가속 전압(여기 전압)이 3 내지 15 kV로 CRT에 비하여 낮고, 전류 밀도가 높은 전자선이 여기용으로서 사용되고 있기 때문에, 형광체에 고전류 밀도의 전자선에 대한 내성이 요구되고 있다. 또한, 이러한 요구에 대하여, 청색 발광의 황화아연 형광체(ZnS:Ag,Al)의 결정 구조를 입방정으로부터 육방정으로 함으로써 전자선 충격에 의한 휘도 열화 등을 억제하여 수명을 늘릴 수 있다는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).In FED, since the acceleration voltage (excitation voltage) is 3-15 kV, which is low compared with CRT, and an electron beam with a high current density is used for excitation, tolerance to the electron beam of a high current density is calculated | required by fluorescent substance. In addition, it is known that the crystal structure of the zinc sulfide phosphor (ZnS: Ag, Al) of blue light emission can be reduced from cubic crystal to hexagonal crystal in order to suppress the deterioration of luminance due to the electron beam impact and increase the lifespan. See, for example, Patent Document 1).

또한, FED의 내압 특성의 향상을 위해서는 형광체층 표면(형광면)의 평탄성 내지 평활성을 될 수 있는 한 향상시키는 것이 바람직하다. 또한, 형광면의 평활성을 개선하기 위해 사용하는 형광체의 입경을 작게 하는 것이 검토되고 있다. In addition, in order to improve the breakdown voltage characteristics of the FED, it is desirable to improve the surface of the phosphor layer (fluorescent surface) as long as it can achieve flatness or smoothness. In addition, reducing the particle size of the phosphor used to improve the smoothness of the fluorescent surface has been studied.

그러나, 육방정계의 황화아연 형광체를 얻기 위해서는 입방정계의 황화아연에 비하여 고온에 의한 소성을 필요로 하기 때문에, 충분한 휘도를 얻기 위해 종래의 방법으로 소정 시간 소성을 행한 것에서는 평균 입경이 5 ㎛ 이상이 되어 소입자 직경의 형광체를 얻을 수 없다는 문제가 있었다. However, in order to obtain a hexagonal zinc sulfide phosphor, baking at high temperature is required compared to cubic zinc sulfide, so that the average particle diameter is 5 µm or more when baking for a predetermined time by a conventional method to obtain sufficient brightness. This causes a problem that a phosphor having a small particle diameter cannot be obtained.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제2002-226847호 공보(제2쪽 내지 제3쪽)Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-226847 (Second page to third page)

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 전계 방출형 표시 장치(FED) 등에 사용되는 가속 전압이 15 kV 이하이고, 고전류 밀도의 전자선에 의해 여기되는 청색 발광 형광체에 있어서, 발광 휘도를 높여 고색순도를 실현하고, 형광면의 평활성을 개선하는 것을 목적으로 한다. 또한, 그러한 청색 발광 형광체를 사용함으로써 고휘도, 색재현성 등의 표시 특성이 양호하고, 내압 특성이 우수한 FED를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve this problem, and in the blue light emitting phosphor having an acceleration voltage of 15 kV or less used in a field emission display device (FED) or the like and excited by an electron beam of high current density, the light emission luminance is increased to a high level. It aims at realizing color purity and improving smoothness of a fluorescent surface. Moreover, it aims at providing the FED which is excellent in display characteristics, such as high brightness and color reproducibility, and excellent in pressure resistance characteristics by using such a blue light emitting fluorescent substance.

본 발명의 표시 장치용 청색 발광 형광체는, 은 및 알루미늄을 활성부여제로 하는 육방정계의 황화아연 형광체를 포함하고, 가속 전압이 15 kV 이하인 전자선에 의해 여기되어 청색으로 발광하는 형광체이며, 상기 육방정계의 은 및 알루미늄 부활 황화아연 형광체는 평균 입경이 1.0 내지 4.0 ㎛인 것을 특징으로 한다. The blue light emitting phosphor for a display device of the present invention includes a hexagonal zinc sulfide phosphor containing silver and aluminum as an activator, and is a phosphor that is excited by an electron beam having an acceleration voltage of 15 kV or less and emits blue light. The silver and aluminum-activated zinc sulfide phosphor of is characterized in that the average particle diameter is 1.0 to 4.0 ㎛.

본 발명의 표시 장치용 청색 발광 형광체의 제조 방법은, 상기 청색 발광 형광체의 제조 방법이고, 형광체 모체 및 활성부여제를 구성하는 원소 또는 상기 원소를 함유하는 화합물을 포함하는 형광체 원료를 가열하여 소성하는 공정을 구비하며, 상기 소성 공정에서 상기 형광체 원료를 수평에 대하여 경사지게 배치된 회전하는 관상의 가열로를 연속적으로 통과시켜, 상기 가열로 내에서 가열하여 소성함과 동시에, 상기 가열로로부터 연속적으로 배출되는 소성물을 냉각하는 것을 특징으로 한다. The manufacturing method of the blue light emitting fluorescent substance for display apparatuses of this invention is a manufacturing method of the said blue light emitting fluorescent substance, Comprising: The fluorescent substance raw material containing the element which comprises a fluorescent substance matrix and an activating agent, or the compound containing the said element is baked and baked. In the firing step, the phosphor raw material is continuously passed through a rotating tubular heating furnace disposed to be inclined with respect to the horizontal, and heated in the heating furnace and calcined, and discharged continuously from the heating furnace. It is characterized by cooling the fired material.

본 발명의 전계 방출형 표시 장치는, 청색 발광 형광체층과 녹색 발광 형광체층과 적색 발광 형광체층을 포함하는 형광체층과, 상기 형광체층에 가속 전압이 15 kV 이하인 전자선을 조사하여 발광시키는 전자 방출원과, 상기 전자 방출원과 상기 형광체층을 함께 진공 밀봉하는 외위기를 구비하는 전계 방출형 표시 장치이며, 상기 청색 발광 형광체층이 상기한 표시 장치용 청색 발광 형광체를 포함하는 것을 특징으로 한다.The field emission display device according to the present invention comprises a phosphor layer including a blue light emitting phosphor layer, a green light emitting phosphor layer and a red light emitting phosphor layer, and an electron emission source for emitting light by irradiating the phosphor layer with an electron beam having an acceleration voltage of 15 kV or less. And an envelope for vacuum sealing the electron emission source and the phosphor layer together, wherein the blue light emitting phosphor layer comprises the above-mentioned blue light emitting phosphor for a display device.

본 발명의 청색 발광 형광체는 1.0 내지 4.0 ㎛의 평균 입경을 갖는 육방정계의 은 및 알루미늄 부활 황화아연 형광체로 구성되어 있기 때문에, 가속 전압이 15 kV 이하인 전자선에 의해 여기된 경우의 발광 휘도가, 보다 입경이 큰 육방정계의 은 및 알루미늄 부활 황화아연 형광체에 비하여 향상되어 있다. 또한, 색 순도가 양호하고, 긴 수명을 갖는다. 또한, 이 청색 형광체에 따르면, 평활성 및 평탄성이 높은 형광체 표면을 얻을 수 있기 때문에, FED와 같은 박형의 평면형 표시 장치의 내압 특성을 대폭적으로 높일 수 있다. Since the blue light-emitting phosphor of the present invention is composed of hexagonal silver and aluminum-activated zinc sulfide phosphors having an average particle diameter of 1.0 to 4.0 µm, the emission luminance when excited by an electron beam having an acceleration voltage of 15 kV or less is obtained. It is compared with the hexagonal silver and aluminum activating zinc sulfide fluorescent substance of large particle diameter. In addition, the color purity is good and has a long service life. In addition, according to the blue phosphor, since the surface of the phosphor having high smoothness and flatness can be obtained, the breakdown voltage characteristics of a thin flat display device such as FED can be significantly improved.

또한, 본 발명의 제조 방법에 따르면, 형광체 원료가 수평에 대하여 경사지게 배치되어 축 주위로 회전하는 관상의 가열로에 연속적으로 통과되고, 이 가열로 내를 이동하는 과정에서 전동하면서 급격하게 가열되기 때문에 형광체 원료에 균일한 열 에너지가 효율적으로 가해진다. 그 결과, 종래의 도가니를 이용한 소성 방법에 비하여 단시간만에 소성을 완료할 수 있다. 따라서, 휘도 저하를 일으키지 않고, 소입자 직경의 육방정계 황화아연 형광체를 얻을 수 있다. Further, according to the manufacturing method of the present invention, since the phosphor raw material is continuously inclined with respect to the horizontal and passes continuously through the tubular heating furnace rotating around the axis, it is rapidly heated while being driven in the process of moving in the heating furnace. Uniform thermal energy is efficiently applied to the phosphor raw material. As a result, baking can be completed in a short time compared with the baking method using the conventional crucible. Thus, a hexagonal zinc sulfide phosphor having a small particle diameter can be obtained without causing a decrease in luminance.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 사용하는 소성 장치의 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows typically the structure of the baking apparatus used for embodiment of this invention.

도 2는 본 발명의 실시 형태인 FED를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 2 is a cross-sectional view schematically showing an FED that is an embodiment of the present invention.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>Best Mode for Carrying Out the Invention

이어서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시 형태로 한정되는 것이 아니다. Next, preferable embodiment of this invention is described. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.

본 발명의 제1의 실시 형태인 청색 발광 형광체는, 실질적으로 화학식 ZnS:Ag,Al로 표시되는 육방정계의 은 및 알루미늄 부활 황화아연 형광체를 포함하 고, 1.0 내지 4.0 ㎛, 보다 바람직하게는 2.0 내지 3.0 ㎛의 평균 입경 d를 갖는다. 또한, 이 평균 입경 d는 투과법(구체적으로는, 브라인(Blaine)법)에 의해 측정한 값을 나타내는 것으로 한다. The blue light emitting phosphor according to the first embodiment of the present invention comprises a hexagonal silver and aluminum-activated zinc sulfide phosphor represented by the formula ZnS: Ag, Al, and is 1.0 to 4.0 µm, more preferably 2.0. Have an average particle diameter d of from 3.0 μm. In addition, this average particle diameter d shall represent the value measured by the permeation method (specifically, the Blaine method).

은 및 알루미늄 부활 황화아연 형광체의 평균 입경 d를 1.0 ㎛ 이상으로 한정한 것은, 1.0 ㎛ 미만의 평균 입경을 가지면서 충분한 휘도를 갖는 형광체를 공업적으로 제조하는 것이 곤란하기 때문이다. 또한, 평균 입경 d가 4.0 ㎛를 초과하는 것은 발광 휘도를 향상시키는 효과가 부족하기 때문에 바람직하지 않다. The average particle diameter d of the silver and aluminum-activated zinc sulfide phosphors is limited to 1.0 μm or more because it is difficult to industrially manufacture phosphors having an average particle diameter of less than 1.0 μm and having sufficient luminance. It is also not preferable that the average particle diameter d exceed 4.0 µm because the effect of improving the luminescence brightness is insufficient.

또한, 이 실시 형태의 은 및 알루미늄 부활 황화아연 형광체(ZnS:Ag,Al)는, X선 광전자 분광법(XPS)에 의해 측정된 황 원자와 아연 원자의 몰비(S/Zn)가 0.97 초과 1.0 이하로 되어 있다. In addition, in the silver and aluminum-activated zinc sulfide phosphors (ZnS: Ag, Al) of this embodiment, the molar ratio (S / Zn) of sulfur atoms and zinc atoms measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is more than 0.97 and not more than 1.0 It is.

또한, XPS는 단색의 광(X선) 조사로 돌출하는 전자의 운동 에너지를 측정함으로써, 고체 표면의 상태(예를 들면, 원소의 조성)를 조사하는 방법이다. 따라서, 제1의 실시 형태의 청색 발광 형광체에 있어서는 ZnS:Ag,Al 형광체 입자의 표면에서의 S/Zn의 몰비가 0.97보다 크게 되어 있는 것을 의미한다. 이와 관련하여, 종래의 육방정계 ZnS:Ag,Al 형광체는 4.0 ㎛를 초과하는(예를 들면, 5 ㎛ 이상의) 평균 입경 d를 갖고 있다. 또한, 이러한 종래의 육방정계 ZnS:Ag,Al 형광체에서는 XPS에 의해 측정된 S/Zn의 값이 최대 0.97로서, 화학양론적인 몰비인 1에서 크게 벗어나 있다.Moreover, XPS is a method of irradiating the state (for example, composition of an element) of a solid surface by measuring the kinetic energy of the electron which protrudes by monochromatic light (X-ray) irradiation. Therefore, in the blue light emitting phosphor of the first embodiment, it means that the molar ratio of S / Zn on the surface of the ZnS: Ag, Al phosphor particles is larger than 0.97. In this regard, conventional hexagonal ZnS: Ag, Al phosphors have an average particle diameter d exceeding 4.0 µm (for example, 5 µm or more). In addition, in the conventional hexagonal ZnS: Ag, Al phosphor, the value of S / Zn measured by XPS is 0.97 at maximum, which is far from the stoichiometric molar ratio of 1.

이러한 실시 형태의 청색 발광 형광체는, 가속 전압이 15 kV 이하인 전자선 여기용 형광체로서 바람직한 것이다. 구체적으로는 여기 전압이 5 kV 내지 15 kV 인 고전압형 FED, 및 여기 전압이 5 kV보다 작은 저전압형 FED의 청색 발광 형광체로서 바람직하다.The blue light emitting phosphor of this embodiment is preferable as an electron beam excitation phosphor having an acceleration voltage of 15 kV or less. Specifically, it is preferable as a blue light-emitting phosphor of a high voltage FED having an excitation voltage of 5 kV to 15 kV and a low voltage FED having an excitation voltage of less than 5 kV.

육방정계의 은 및 알루미늄 부활 황화아연 형광체(ZnS:Ag,Al)에 있어서, Ag는 발광 중심을 형성하는 제1의 활성부여제(주활성부여제)이고, 형광체 모체인 황화아연 1 g에 대하여 1×10-5 내지 1×10-3 g의 범위로 함유시키는 것이 바람직하다. 제1의 활성부여제인 Ag의 함유량이 황화아연 1 g에 대하여 1×10-5 g 미만이거나, 또한 1×10-3 g을 초과해도 발광 휘도나 발광 색도가 저하된다. Ag의 함유량은 황화아연 1 g에 대하여 3×10-5 내지 8×10-4 g의 범위로 하는 것이 보다 바람직하고, 5×10-5 내지 5×10-4 g의 범위로 하는 것이 더욱 바람직하다.In the hexagonal silver and aluminum-activated zinc sulfide phosphors (ZnS: Ag, Al), Ag is the first activator (main activator) forming the luminescence center and with respect to 1 g of zinc sulfide, the phosphor matrix It is preferable to make it contain in the range of 1 * 10 <-5> -1 * 10 <-3> g. Even if the content of Ag as the first activating agent is less than 1 × 10 −5 g or more than 1 × 10 −3 g with respect to 1 g of zinc sulfide, the luminescence brightness and the luminescence chromaticity are lowered. The content of Ag is more preferably in the range of 3 × 10 -5 to 8 × 10 -4 g with respect to 1 g of zinc sulfide, and more preferably in the range of 5 × 10 -5 to 5 × 10 -4 g. Do.

Al은 전자선에 의해 직접적으로 여기되는 제2의 활성부여제(공활성부여제)이고, 이러한 제2의 활성부여제의 여기 에너지로 제1의 활성부여제를 발광시킴으로써, 황화아연 형광체(ZnS:Ag 형광체)의 발광 휘도를 높일 수 있다. 제2의 활성부여제인 Al의 함유량은 형광체 모체인 황화아연 1 g에 대하여 1×10-5 내지 5×10-3 g의 범위로 하는 것이 바람직하다. Al의 함유량이 황화아연 1 g에 대하여 1×10-5 g 미만이거나, 또한 5×10-3 g을 초과해도 발광 휘도가 저하하거나, 발광 색도도 열화한다. Al의 함유량은 황화아연 1 g에 대하여 3×10-5 내지 3×10-3 g의 범위로 하는 것이 보다 바람직하고, 5×10-5 내지 1×10-3 g의 범위로 하는 것이 더욱 바람직하다.Al is a second activator (co-activator) that is directly excited by an electron beam, and the zinc sulfide phosphor (ZnS :) emits light by emitting the first activator with the excitation energy of this second activator. Emission luminance of the Ag phosphor) can be increased. The content of Al, which is the second activator, is preferably in the range of 1 × 10 −5 to 5 × 10 −3 g with respect to 1 g of zinc sulfide as the phosphor matrix. When the content of Al is less than 1 × 10 −5 g or more than 5 × 10 −3 g with respect to 1 g of zinc sulfide, the luminescence brightness is lowered or the luminescence chromaticity is also degraded. The content of Al is more preferably in the range of 3 × 10 -5 to 3 × 10 -3 g, more preferably in the range of 5 × 10 -5 to 1 × 10 -3 g with respect to 1 g of zinc sulfide. Do.

육방정계의 결정 구조를 갖는 황화아연 형광체는 내열화성이 우수하기 때문에, 고전류 밀도의 전자선을 반복 조사한 경우에 있어서도, 전자선의 조사 충격에 의한 경시적인 휘도 열화 등이 억제된다. 전자선 충격에 의한 휘도 열화의 억제 효과를 얻기 위해, 황화아연의 결정 구조 중에서의 육방정의 비율은 50 % 이상으로 하는 것이 바람직하다. 육방정의 비율이 50 % 미만이면, 전자선에 대한 내충격성을 양호하게 얻을 수 없다. 결정 구조 중의 육방정의 비율은 80 % 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 95 % 이상이며, 특히 실질적으로 모든 결정 구조를 육방정으로 하는 것이 바람직하다. Since the zinc sulfide phosphor having a hexagonal crystal structure is excellent in deterioration resistance, even when repeatedly irradiating an electron beam of high current density, deterioration in luminance and the like due to the irradiation impact of the electron beam is suppressed. In order to obtain the effect of suppressing luminance deterioration due to electron beam impact, the ratio of hexagonal crystals in the crystal structure of zinc sulfide is preferably made 50% or more. If the ratio of the hexagonal crystal is less than 50%, the impact resistance against the electron beam cannot be obtained satisfactorily. It is preferable that the ratio of hexagonal crystal in a crystal structure is 80% or more, More preferably, it is 95% or more, It is preferable to make substantially all crystal structures especially hexagonal crystal.

본 발명의 제1의 실시 형태인 1.0 내지 4.0 ㎛의 평균 입경 d를 갖는 육방정계의 은 및 알루미늄 부활 황화아연 형광체는, 이하에 나타내는 방법으로 제조된다. A hexagonal silver and aluminum-activated zinc sulfide phosphor having an average particle diameter d of 1.0 to 4.0 µm which is the first embodiment of the present invention is produced by the method shown below.

우선, 형광체 모체인 황화아연 원료에 대하여 소정량의 활성부여제 원료를 첨가하고, 또한 염화칼륨이나 염화마그네슘 등의 플럭스를 필요에 따라 첨가하며, 이들을 습식으로 혼합한다. 구체적으로는 이온 교환수에 형광체 원료를 분산시켜 슬러리상으로 하고, 여기에 임의의 양의 활성부여제 원료 및 플럭스를 첨가하고, 교반기에 의해 교반ㆍ혼합한다. 혼합 시간은 활성부여제가 충분히 분산되록 설정한다. 이어서, 형광체 원료와 활성부여제 등을 포함하는 슬러리를 건조 용기로 옮 기고, 건조기에서 건조시켜 형광체 원료로 한다. First, a predetermined amount of an activator raw material is added to the zinc sulfide raw material which is the phosphor matrix, and fluxes such as potassium chloride and magnesium chloride are added as necessary, and these are mixed in a wet manner. Specifically, the phosphor raw material is dispersed in ion-exchanged water to form a slurry, and any amount of an activator raw material and a flux are added thereto, followed by stirring and mixing by a stirrer. The mixing time is set such that the activator is sufficiently dispersed. Subsequently, the slurry containing the phosphor raw material, the activator, and the like are transferred to a drying container, and dried in a drier to obtain a phosphor raw material.

이어서, 얻어진 형광체 원료를 가열하여 소성한다. 소성 공정에서는 형광체 원료를 수평 방향에 대하여 경사지게 배치한 회전하는 관상의 가열로에 연속적으로 통과시킨다. 또한, 이 형광체 원료를 가열로 내에서 소정의 소성 온도까지 급격하게 가열하고, 또한 가열로의 회전에 따라 전동시키면서 화로 내를 상측에서 하측으로 이동시킨다. 이와 같이 하여 형광체 원료를 필요하면서 충분한 시간만큼 가열하여 소성한다. 그 후, 소성물을 가열로로부터 연속적으로 배출하고, 배출된 소성물을 급격히 냉각한다. Next, the obtained phosphor raw material is heated and baked. In the firing step, the phosphor raw material is continuously passed through a rotating tubular heating furnace inclined with respect to the horizontal direction. Further, the phosphor raw material is rapidly heated in a heating furnace to a predetermined firing temperature, and the inside of the furnace is moved from the upper side to the lower side while being driven by the rotation of the heating furnace. In this way, the phosphor raw material is heated for a sufficient time while firing. Thereafter, the fired product is continuously discharged from the heating furnace, and the discharged fired product is rapidly cooled.

이러한 실시 형태의 제조 방법에 있어서, 관상의 가열로 내부, 및 가열로로부터 배출된 소성물을 냉각하는 부분은, 산소가 제거되어 무산소 상태로 유지되어 있는 것이 바람직하다. 특히, 가열로 내를 아르곤, 질소 등의 불활성 가스 분위기나 수소를 포함하는 환원성 가스 분위기, 나아가 황화수소 분위기로 유지하는 것이 바람직하다. In the manufacturing method of this embodiment, it is preferable that oxygen is removed and it is maintained in the oxygen-free state in the tubular heating furnace and the part which cools the burned material discharged | emitted from the heating furnace. In particular, it is preferable to maintain the inside of the furnace in an inert gas atmosphere such as argon or nitrogen, a reducing gas atmosphere containing hydrogen, or even a hydrogen sulfide atmosphere.

또한, 무산소 분위기하에서 형광체 원료를 가열하여 소성하고, 무산소 분위기를 유지한 상태로 급냉하는 것이 바람직하다. 또한, 가열로의 회전 속도는 0.5 내지 50 회전/분으로 하는 것이 바람직하다. 회전 속도가 50 회전/분을 초과하는 경우에는, 필요한 소성 시간을 제어하는 것이 곤란하여 바람직하지 않다. In addition, it is preferable that the phosphor raw material is heated and calcined in an oxygen-free atmosphere and quenched in a state in which an oxygen-free atmosphere is maintained. Moreover, it is preferable that the rotational speed of a heating furnace shall be 0.5-50 rotation / min. When the rotational speed exceeds 50 revolutions per minute, it is difficult to control the required firing time, which is not preferable.

또한, 가열로의 수평에 대한 경사 각도는, 가열로의 길이나 회전 속도 등에 맞추어 조정하고, 형광체 원료가 소성에 충분한 시간만큼 화로 내에 체류할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. Moreover, it is preferable to adjust the inclination angle with respect to the horizontal of a heating furnace according to the length, rotational speed, etc. of a heating furnace, and to make phosphor raw material stay in a furnace for the time enough for baking.

이러한 소성 공정은, 예를 들면 도 1에 나타낸 소성 장치를 이용하여 행할 수 있다. 도 1에 있어서, 부호 1은 석영 또는 알루미나 등을 포함하는 원통관상의 내열성 용기를 나타낸다. 이 내열성 용기 (1)은 수평에 대하여 경사지게 배치되어 있고, 모터 등의 회전 기구 (2)에 의해 중심축 주위에 연속적으로 회전하도록 구성되어 있다. 내열성 용기 (1)의 수평에 대한 경사각은, 형광체 원료가 소성에 충분한 시간만큼 후술하는 가열부에 체류하도록, 가열부의 길이나 회전 속도 등에 맞추어 조정 가능하도록 구성되어 있다. Such a baking process can be performed using the baking apparatus shown in FIG. 1, for example. In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a cylindrical tube-shaped heat resistant container containing quartz, alumina, or the like. This heat resistant container 1 is arranged inclined with respect to the horizontal, and is comprised so that it may rotate continuously about a central axis by the rotating mechanism 2, such as a motor. The inclination angle with respect to the horizontal of the heat resistant container 1 is comprised so that adjustment can be carried out according to the length, rotational speed, etc. of a heating part so that fluorescent substance raw material may remain in the heating part mentioned later by time sufficient for baking.

이 내열성 용기 (1)의 길이 방향으로 대부분의 외주부에는, 몰리브덴 실리사이드와 같은 발열체 (3)이 설치되고, 가열부 (4)가 형성되어 있다. 또한, 발열체 (3)이 외주부에 설치되어 있지 않은 내열성 용기 (1)의 상부 및 하부는 냉각부 (5a, 5b)로 되어 있다. 냉각은 주로 수냉에 의해 행해진다.In most of the outer peripheral portion of the heat resistant container 1 in the longitudinal direction, a heating element 3 such as molybdenum silicide is provided, and a heating portion 4 is formed. In addition, the upper part and the lower part of the heat resistant container 1 in which the heat generating body 3 is not provided in the outer peripheral part are cooling parts 5a and 5b. Cooling is mainly performed by water cooling.

내열성 용기 (1)의 상단부에는 가열ㆍ소성해야 할 형광체 원료를 연속적으로 이송하는 송입 기구(피더) (6)이 설치되어 있고, 냉각부 (5b)를 구성하는 내열성 용기 (1)의 하단부에는 소성물을 연속적으로 수취하는 소성물 포집기 (7)이 설치되어 있다.An upper end of the heat resistant container 1 is provided with a feeding mechanism (feeder) 6 for continuously transferring phosphor raw materials to be heated and fired, and fired at the lower end of the heat resistant container 1 constituting the cooling part 5b. A fired material collector 7 which receives water continuously is provided.

또한, 장치 내부 전체가 무산소 상태가 되도록 불활성 가스 등의 가스가 송입 기구 (6)에 부착된 가스 도입구 (8)로부터 이송되고, 내열 용기 (1) 내부를 소성물과 함께 유동한다. 또한, 이 가스는 소성물 포집기 (7)에 부착된 가스 도출구 (9)로부터 배출된다. 이 때, 소성물은 냉각부 (5b)에서 완전히 냉각되도록 구성되어 있다. Moreover, gas, such as an inert gas, is conveyed from the gas introduction port 8 attached to the delivery mechanism 6 so that the whole inside of an apparatus may be an oxygen free state, and the inside of the heat resistant container 1 flows with a baking material. This gas is also discharged from the gas outlet 9 attached to the fired matter collector 7. At this time, the fired material is configured to be completely cooled in the cooling unit 5b.

이러한 실시 형태에 따르면, 형광체 원료가, 수평에 대하여 경사지게 배치되어 축 주위로 회전하는 관상의 가열로에 연속적으로 통과되고, 이 가열로 내를 이동하는 과정에서 전동하면서 급격하게 가열되기 때문에, 무산소 상태로 불활성 가스 또는 환원성 가스 분위기 또는 황화수소 분위기에서 형광체 원료에 균일한 열 에너지가 가해진다. 그 결과, 종래의 도가니를 이용한 소성 방법에 비하여 단시간만에 소성을 완료할 수 있다. 따라서, 휘도 저하를 일으키지 않고, 소입자 직경(예를 들면, 평균 입경 d가 1.0 내지 4.0 ㎛)의 육방정계 황화아연 형광체를 얻을 수 있다. According to this embodiment, the phosphor raw material is continuously passed through a tubular heating furnace which is disposed inclined with respect to the horizontal and rotates about an axis, and is rapidly heated while being electrically driven in the process of moving in the heating furnace, thereby anoxic state Uniform thermal energy is applied to the phosphor raw material in an inert gas, reducing gas atmosphere or hydrogen sulfide atmosphere. As a result, baking can be completed in a short time compared with the baking method using the conventional crucible. Therefore, a hexagonal zinc sulfide phosphor having a small particle diameter (for example, an average particle diameter d of 1.0 to 4.0 µm) can be obtained without causing a decrease in luminance.

또한, 형광체 입자의 응집을 억제할 수 있기 때문에, 소성 후 더 분쇄를 행할 필요가 없다. 따라서, 분쇄 공정을 거듭함에 따른 형광체 열화를 억제할 수 있기 때문에 재어닐링 등의 공정을 추가할 필요가 없고, 공정의 삭감이 가능해진다. 또한, 형광체 원료는 가열로 내를 전동하면서 가열ㆍ소성되기 때문에, 구형에 가까운 형상으로 균일한 입경을 갖는 형광체 입자를 얻을 수 있다. In addition, since aggregation of the phosphor particles can be suppressed, there is no need to further grind after firing. Therefore, since deterioration of the phosphor due to the pulverization step can be suppressed, it is not necessary to add a step such as reannealing, and the process can be reduced. In addition, since the phosphor raw material is heated and fired while rolling the inside of the heating furnace, phosphor particles having a uniform particle size in a shape close to a spherical shape can be obtained.

또한, 이러한 실시 형태에 의해 제조되는 육방정계 은 및 알루미늄 부활 황화아연 형광체는 평균 입경이 1.0 내지 4.0 ㎛로 소직경화되어 있기 때문에, 가속 전압이 15 kV 이하인 전자선에 의해 여기된 경우의 발광 휘도가 높고, 또한 양호한 색 순도를 갖는다. 또한, 고전류 밀도의 전자선에 대한 내성이 우수하고, 수명이 향상되어 있다. 또한, 형광체의 평균 입경이 4.0 ㎛ 이하로 소직경화되어 있기 때문에, 형광체를 포함하는 발광층을 고밀도화(치밀화)하여 형광면의 평활성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 표시 장치의 내압 특성이 대폭적으로 향상된다.In addition, since the hexagonal silver and aluminum-activated zinc sulfide phosphors produced by these embodiments have a small diameter of 1.0 to 4.0 µm in average diameter, the luminescence brightness is high when they are excited by an electron beam having an acceleration voltage of 15 kV or less. And also has good color purity. Moreover, it is excellent in the tolerance to the electron beam of a high current density, and the lifetime is improved. In addition, since the average particle diameter of the phosphor is small in diameter of 4.0 µm or less, the light emitting layer containing the phosphor can be densified (densified) to improve the smoothness of the fluorescent surface. Therefore, the breakdown voltage characteristic of the display device is greatly improved.

본 발명의 실시 형태의 청색 발광 형광체를 사용하여 형광체층을 형성하기 위해서는, 공지된 슬러리법 또는 인쇄법을 이용하여 행할 수 있다. 슬러리법에서는 청색 발광 형광체의 분체를 순수한 물, 폴리비닐알코올, 중크롬산암모늄 등의 감광성 재료, 계면활성제 등과 함께 혼합하여 형광체 슬러리를 제조하고, 이 슬러리를 스핀코터 등에 의해 도포ㆍ건조한 후, 자외선 등으로 소정의 패턴을 노광ㆍ현상하여 얻어진 형광체 패턴을 건조함으로써, 청색 발광 형광체층을 형성할 수 있다. In order to form a fluorescent substance layer using the blue light emitting fluorescent substance of embodiment of this invention, it can carry out using a well-known slurry method or the printing method. In the slurry method, a powder of blue light-emitting phosphor is mixed with photosensitive material such as pure water, polyvinyl alcohol, ammonium dichromate, surfactant, and the like to prepare a phosphor slurry, and the slurry is coated and dried by a spin coater or the like, followed by ultraviolet rays or the like. The blue light emitting phosphor layer can be formed by drying the phosphor pattern obtained by exposing and developing a predetermined pattern.

이어서, 본 발명의 실시 형태의 청색 발광 형광체를 이용하여 청색 형광체층을 구성한 전계 방출형 표시 장치(FED)에 대하여 설명한다. Next, a field emission display device (FED) in which a blue phosphor layer is formed using the blue light emitting phosphor according to the embodiment of the present invention will be described.

도 2는 FED의 일실시 형태의 주요부 구성을 나타내는 단면도이다. 도 2에 있어서, 부호 (11)은 페이스 플레이트이고, 유리 기판 (12) 등의 투명 기판 상에 형성된 형광체층 (13)을 갖고 있다. 이 형광체층 (13)은 화소에 대응시켜 형성한 청색 발광 형광체층, 녹색 발광 형광체층 및 적색 발광 형광체층을 갖고, 이들 사이를 흑색 도전재를 포함하는 광 흡수층 (14)에 의해 분리된 구조로 되어 있다. 형광체층 (13)을 구성하는 각 색의 형광체층 중에서 청색 발광 형광체층이 상기 실시 형태의 청색 발광 형광체로 구성되어 있다. It is sectional drawing which shows the structure of the principal part of one Embodiment of FED. In FIG. 2, the code | symbol 11 is a face plate, and has the phosphor layer 13 formed on transparent substrates, such as the glass substrate 12. As shown in FIG. The phosphor layer 13 has a blue light emitting phosphor layer, a green light emitting phosphor layer, and a red light emitting phosphor layer formed in correspondence with pixels, and is separated from each other by a light absorbing layer 14 containing a black conductive material. It is. Of the phosphor layers of each color constituting the phosphor layer 13, the blue light emitting phosphor layer is composed of the blue light emitting phosphor of the above embodiment.

청색 발광 형광체층의 두께는 1 내지 12 ㎛로 하는 것이 바람직하고, 3 내지 9 ㎛로 하는 것이 보다 바람직하다. 청색 발광 형광체층의 두께를 1 ㎛ 이상으로 한정한 것은, 두께가 1 ㎛ 미만이면서 형광체 입자가 균일하게 늘어선 형광체층을 형성하는 것이 곤란하기 때문이다. 또한, 청색 발광 형광체층의 두께가 12 ㎛를 초과하면, 발광 휘도가 저하하여 실용적이지 못하다.The thickness of the blue light emitting phosphor layer is preferably 1 to 12 m, more preferably 3 to 9 m. The thickness of the blue light emitting phosphor layer is limited to 1 μm or more because it is difficult to form a phosphor layer in which the phosphor particles are uniformly arranged while the thickness is less than 1 μm. In addition, when the thickness of the blue light emitting phosphor layer exceeds 12 µm, the light emission luminance is lowered, which is not practical.

녹색 발광 형광체층 및 적색 발광 형광체층은, 각각 공지된 각종 형광체에 의해 구성할 수 있다. 각 색의 형광체층 사이에 단차가 생기지 않도록, 녹색 발광 형광체층 및 적색 발광 형광체층의 두께도 청색 발광 형광체층의 두께와 동일하게 하는 것이 바람직하다. The green light emitting phosphor layer and the red light emitting phosphor layer can be composed of various known phosphors, respectively. It is preferable that the thickness of the green light emitting phosphor layer and the red light emitting phosphor layer is also the same as that of the blue light emitting phosphor layer so that a step does not occur between the phosphor layers of each color.

상술한 청색 발광 형광체층, 녹색 발광 형광체층, 적색 발광 형광체층 및 이들 사이를 분리하는 광 흡수층 (14)는 각각 수평 방향으로 차례로 반복 형성되어 있으며, 이들 형광체층 (13) 및 광 흡수층 (14)가 존재하는 부분이 화상 표시 영역이 된다. 이 형광체층 (13)과 광 흡수층 (14)의 배치 패턴에는 도트상 또는 스트라이프상 등, 여러가지 패턴을 적용할 수 있다.The above-mentioned blue light emitting phosphor layer, green light emitting phosphor layer, red light emitting phosphor layer and the light absorbing layer 14 separating them are each sequentially formed in the horizontal direction, and these phosphor layers 13 and the light absorbing layer 14 are respectively formed. The part in which is present becomes an image display area. Various patterns, such as a dot form or a stripe form, can be applied to the arrangement pattern of the phosphor layer 13 and the light absorbing layer 14.

또한, 형광체층 (13) 상에는 메탈 백층 (15)가 형성되어 있다. 메탈 백층 (15)는 Al막 등의 금속막으로 이루어지고, 형광체층 (13)에서 발생한 광 중, 후술하는 리어 플레이트 방향으로 진행하는 광을 반사하여 휘도를 향상시키는 것이다. 또한, 메탈 백층 (15)는 페이스 플레이트 (11)의 화상 표시 영역에 도전성을 제공하여 전하가 축적되는 것을 방지하는 기능을 가지며, 리어 플레이트의 전자원에 대하여 애노드 전극의 역할을 한다. 또한, 메탈 백층 (15)는 페이스 플레이트 (11)이나 진공 용기(외위기) 내에 잔류한 가스가 전자선으로 전리하여 생성되는 이온에 의해 형광체층 (13)이 손상되는 것을 방지하는 기능을 갖는다.The metal back layer 15 is formed on the phosphor layer 13. The metal back layer 15 consists of metal films, such as Al film, and reflects the light which progresses in the rear plate direction mentioned later among the light which generate | occur | produced in the phosphor layer 13, and improves a brightness | luminance. In addition, the metal back layer 15 has a function of providing conductivity to the image display area of the face plate 11 to prevent charge from accumulating, and serves as an anode electrode for the electron source of the rear plate. In addition, the metal back layer 15 has a function of preventing the phosphor layer 13 from being damaged by ions generated by ionization of the gas remaining in the face plate 11 or the vacuum container (environment) with an electron beam.

메탈 백층 (15) 상에는 Ba 등을 포함하는 증발형 게터재에 의해 형성된 게터막 (16)이 형성되어 있다. 이 게터막 (16)에 의해, 사용시에 발생한 가스가 효율 적으로 흡착된다. On the metal back layer 15, a getter film 16 formed of an evaporative getter material containing Ba or the like is formed. By this getter film 16, the gas generated at the time of use is adsorbed efficiently.

또한, 이러한 페이스 플레이트 (11)과 리어 플레이트 (17)이 대향 배치되고, 이들 사이의 공간이 지지 프레임 (18)을 통해 기밀하게 밀봉되어 있다. 지지 프레임 (18)은 페이스 플레이트 (11) 및 리어 플레이트 (17)에 대하여 프릿 유리, 또는 In이나 그 합금 등을 포함하는 접합재 (19)에 의해 접합되고, 이들 페이스 플레이트 (11), 리어 플레이트 (17) 및 지지 프레임 (18)에 의해 외위기로서의 진공 용기가 구성되어 있다. In addition, the face plate 11 and the rear plate 17 are disposed to face each other, and the space therebetween is hermetically sealed through the support frame 18. The support frame 18 is joined to the face plate 11 and the rear plate 17 by a bonding material 19 containing frit glass, In, an alloy thereof, or the like, and the face plate 11 and the rear plate ( 17) and the support frame 18 constitute a vacuum container as an envelope.

리어 플레이트 (17)은 유리 기판이나 세라믹 기판 등의 절연성 기판, 또는 Si 기판 등을 포함하는 기판 (20)과, 이 기판 (20) 상에 형성된 다수의 전자 방출 소자 (21)을 갖고 있다. 이들 전자 방출 소자 (21)은, 예를 들면 전계 방출형 냉음극이나 표면 전도형 전자 방출 소자 등을 구비하고, 리어 플레이트 (17)의 전자 방출 소자 (21)의 형성면에는 도시를 생략한 배선이 설치되어 있다. 즉, 다수의 전자 방출 소자 (21)은 각 화소의 형광체에 따라 매트릭스상으로 형성되어 있고, 이 매트릭스상의 전자 방출 소자 (21)을 1행씩 구동하는, 서로 교차하는 배선(X-Y 배선)을 갖고 있다. 또한, 지지 프레임 (18)에는 도시를 생략한 신호 입력 단자 및 행 선택용 단자가 설치되어 있다. 이들 단자는 상기 리어 플레이트 (7)의 교차 배선(X-Y 배선)에 대응한다. 또한, 평판형의 FED를 대형화시키는 경우, 얇은 평판상이기 때문에 굴곡 등이 생길 우려가 있다. 이러한 굴곡을 방지하고, 대기압에 대하여 강도를 부여하기 위해 페이스 플레이트 (11)과 리어 플레이트 (27) 사이에 보강 부재(스페이서) (22)를 적절하게 배치할 수도 있다.The rear plate 17 has a substrate 20 including an insulating substrate such as a glass substrate, a ceramic substrate, a Si substrate, or the like, and a large number of electron emission elements 21 formed on the substrate 20. These electron emission elements 21 are provided with, for example, a field emission type cold cathode, a surface conduction type electron emission element and the like, and wirings not shown are shown on the formation surface of the electron emission element 21 of the rear plate 17. Is installed. That is, many electron emission elements 21 are formed in matrix form according to the fluorescent substance of each pixel, and have the wiring (XY wiring) which mutually crosses each other, and drives this matrix electron emission element 21 one by one. . In addition, the support frame 18 is provided with the signal input terminal (not shown) and the terminal for row selection. These terminals correspond to the cross wiring (X-Y wiring) of the rear plate 7. In addition, when increasing the size of a flat plate type FED, since it is a thin plate shape, there exists a possibility that bending etc. may arise. The reinforcing member (spacer) 22 may be appropriately disposed between the face plate 11 and the rear plate 27 to prevent such bending and to impart strength to atmospheric pressure.

상기 FED에 있어서는 전자선 조사에 의해 발광하는 청색 발광 형광체층으로서, 상기 실시 형태의 청색 발광 형광체가 사용되고 있기 때문에, 초기 휘도(백색 휘도)나 색 재현성 등의 표시 특성이 향상되고, 높은 내압 특성을 갖는다.In the FED, since the blue light emitting phosphor of the above embodiment is used as the blue light emitting phosphor layer that emits light by electron beam irradiation, display characteristics such as initial luminance (white luminance) and color reproducibility are improved, and have high breakdown voltage characteristics. .

이어서, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.Next, specific examples of the present invention will be described.

<실시예 1><Example 1>

형광체 모체인 ZnS 원료에 대하여, 소정량의 활성부여제 원료(Ag에 대해서는 질산은 등, Al에 대해서는 질산알루미늄 등)를 각각 첨가하고, 또한 염화칼륨이나 염화마그네슘 등의 플럭스를 필요에 따라 첨가하여 이들을 습식 혼합하였다. 얻어진 슬러리를 건조 용기에 옮겨 건조기에서 건조시켜 형광체 원료로 하였다.To the ZnS raw material, which is the phosphor matrix, a predetermined amount of activator raw material (such as silver nitrate for Ag and aluminum nitrate for Al) is added, and fluxes such as potassium chloride and magnesium chloride are added as necessary, and they are wetted. Mixed. The resulting slurry was transferred to a drying container, dried in a dryer, and used as a phosphor raw material.

이어서, 상기 형광체 원료를 적당량의 황 및 활성 탄소와 함께, 도 1에 나타낸 소성 장치의 내열성 용기 내에 투입하였다. 또한, 내열성 용기는 석영 또는 알루미나제이고, 내경은 60 mm, 길이는 1000 mm였다. 또한, 회전 속도는 0.5 내지 10 회전/분, 경사각은 1 내지 5°로 하였다. 또한, 투입된 형광체 원료를 무산소 상태에서, 불활성 가스 또는 환원성 가스 분위기(3 내지 5 % 수소-잔부 질소의 분위기)로 유지된 가열부 내를 15 내지 45 분간 연속적으로 통과시키고, 980 내지 1230 ℃로 가열하여 소성한 후, 소성물을 냉각부에서 급속하게 냉각하였다. Subsequently, the above-mentioned phosphor raw material was put into the heat resistant container of the baking apparatus shown in FIG. 1 with an appropriate amount of sulfur and activated carbon. The heat resistant container was made of quartz or alumina, and had an inner diameter of 60 mm and a length of 1000 mm. In addition, the rotation speed was 0.5 to 10 rotations / minute, and the inclination angle was 1 to 5 degrees. Further, the injected phosphor raw material is continuously passed through an inside of a heating unit maintained in an inert gas or a reducing gas atmosphere (at an atmosphere of 3 to 5% hydrogen-remaining nitrogen) in an oxygen-free state for 15 to 45 minutes, and heated to 980 to 1230 ° C. After firing, the fired product was rapidly cooled in the cooling unit.

이어서, 얻어진 소성물을 이온 교환수 등으로 수세하여 건조한 후, 필요에 따라 조대 입자를 제거하기 위한 체 분류 등을 실시함으로써 육방정계의 황화아연 형광체(ZnS:Ag,Al)를 얻었다. 또한, 얻어진 육방정계 황화아연 형광체의 평균 입 경 d를 투과법에 의해 측정함과 동시에, 황 원자와 아연 원자의 몰비(S/Zn)를 XPS에 의해 측정하였다. Subsequently, the obtained calcined product was washed with ion-exchanged water or the like and dried, and then sifted to remove coarse particles if necessary, thereby obtaining a hexagonal zinc sulfide phosphor (ZnS: Ag, Al). In addition, the average particle diameter d of the hexagonal zinc sulfide phosphor obtained was measured by the transmission method, and the molar ratio (S / Zn) of the sulfur atom and the zinc atom was measured by XPS.

이어서, 얻어진 형광체를 사용하여 슬러리법에 의해 형광체층을 형성하였다. 형광체층의 형성은 폴리비닐알코올 등을 포함하는 수용액 중에 형광체를 분산시켜 슬러리로 하고, 이 슬러리를 회전 도포기(스핀 코터)로 유리 기판 상에 도포함으로써 행하였다. 회전 도포기의 회전수와 슬러리의 점도를 조정함으로써, 형광체층의 두께를 3×10-3 mg/mm3로 하였다. Subsequently, the phosphor layer was formed by the slurry method using the obtained phosphor. The phosphor layer was formed by dispersing the phosphor in an aqueous solution containing polyvinyl alcohol or the like to form a slurry, and applying the slurry onto a glass substrate with a spin coater (spin coater). By adjusting the rotation speed of the rotary applicator and the viscosity of the slurry, the thickness of the phosphor layer was 3 × 10 −3 mg / mm 3 .

이와 같이 하여 형성된 형광체층의 발광 휘도와 발광 색도를 각각 조사하였다. 발광 휘도의 측정은 형광체층에 가속 전압 10 kV, 전류 밀도 2×10-5 A/mm2의 전자선을 조사하여 행하였다. 또한, 이 때의 형광체층의 발광 휘도를 후술하는 비교예 1의 발광 휘도를 100 %로 했을 때의 상대치로서 구하였다. The luminescence brightness and chromaticity of the phosphor layer thus formed were examined, respectively. The emission luminance was measured by irradiating an electron beam with an acceleration voltage of 10 kV and a current density of 2 × 10 -5 A / mm 2 to the phosphor layer. In addition, it was calculated | required as the relative value at the time of making into 100% the light emission luminance of the comparative example 1 which mentions the light emission luminance of the fluorescent substance layer at this time.

또한, 발광 색도는 색도 측정 기기로서 탑콘사 제조의 SR-3을 이용하여 측정하였다. 발광 색도의 측정은 발광시의 색도가 외부로부터 영향을 받지 않는 암실 내에서 행하였다. 발광 휘도 및 발광 색도의 측정 결과를 먼저 구한 평균 입경 d 및 S/Zn의 값과 함께 하기 표 1에 나타내었다.In addition, the emission chromaticity was measured using SR-3 by Topcon Corporation as a chromaticity measuring instrument. The emission chromaticity was measured in a dark room in which the chromaticity at the time of emission was not influenced from the outside. The measurement results of the emission luminance and emission chromaticity are shown in Table 1 together with the average particle diameters d and S / Zn.

<비교예 1>Comparative Example 1

실시예 1과 동일한 형광체 원료를 적당량의 황 및 활성 탄소와 함께 석영제 도가니 내에 충전하고, 황화수소 분위기 또는 환원성 분위기(3 내지 5 % 수소-잔부 질소의 분위기)에서 1050 내지 1230 ℃의 온도로 30 내지 360 분간 가열함으로 써 소성하였다. 소성 후, 도가니를 상온에 방치하여 질소 분위기 중에서 자연 냉각하였다. The same phosphor raw material as in Example 1 was charged into a quartz crucible together with an appropriate amount of sulfur and activated carbon, and 30 to a temperature of 1050 to 1230 ° C. in a hydrogen sulfide atmosphere or a reducing atmosphere (at an atmosphere of 3 to 5% hydrogen-remaining nitrogen). It baked by heating for 360 minutes. After firing, the crucible was left at room temperature and naturally cooled in a nitrogen atmosphere.

이어서, 얻어진 소성물을 이온 교환수 등으로 수세하여 건조한 후, 필요에 따라 조대 입자를 제거하기 위한 체 분류 등을 실시함으로써 육방정계 황화아연 형광체를 얻었다. 이와 같이 하여 얻어진 육방정계 황화아연 형광체의 평균 입경 d 및 S/Zn의 값을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하였다. Subsequently, the obtained calcined product was washed with ion-exchanged water or the like and dried, and then, if necessary, sieve fractionation to remove coarse particles was carried out to obtain a hexagonal zinc sulfide phosphor. The average particle diameters d and S / Zn of the hexagonal zinc sulfide phosphors thus obtained were measured in the same manner as in Example 1.

이어서, 얻어진 형광체를 사용하여 슬러리법에 의해 형광체층을 형성하고, 이 형광체층의 발광 휘도와 발광 색도를 실시예 1과 동일하게 하여 조사하였다. 또한, 이 때의 형광체층의 발광 휘도를 100 %로 하였다. 발광 휘도 및 발광 색도의 측정 결과를 평균 입경 d 및 S/Zn의 값과 함께 표 1에 나타내었다.Subsequently, the phosphor layer was formed by the slurry method using the obtained phosphor, and the light emission luminance and light emission chromaticity of this phosphor layer were irradiated in the same manner as in Example 1. In addition, the light emission luminance of the phosphor layer at this time was 100%. The measurement results of the luminance and the chromaticity of the emission are shown in Table 1 together with the values of the average particle diameters d and S / Zn.

<실시예 2 내지 6><Examples 2 to 6>

실시예 1과 동일한 형광체 원료를 적당량의 황 및 활성 탄소와 함께 소성 장치의 내열성 용기 내에 투입하고, 내열성 용기를 회전시키면서 실시예 1과 동일하게 가열하여 소성한 후, 소성물을 냉각부에서 급속하게 냉각하였다. 이 때, 가열 조건(가열 온도, 통과 시간) 등을 변화시킴으로써 평균 입경 d를 조정하고, 표 1에 나타낸 평균 입경 d를 갖는 육방정계 황화아연 형광체를 제조하였다. 또한, 얻어진 육방정계 황화아연 형광체의 평균 입경 d 및 S/Zn의 값을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하였다. The same phosphor raw material as in Example 1 was introduced into a heat resistant container of a calcination apparatus together with an appropriate amount of sulfur and activated carbon, heated and fired in the same manner as in Example 1 while rotating the heat resistant container, and then the fired product was rapidly cooled in the cooling section. Cooled. At this time, the average particle diameter d was adjusted by changing heating conditions (heating temperature, passage time) and the like, and a hexagonal zinc sulfide phosphor having an average particle diameter d shown in Table 1 was prepared. In addition, the average particle diameters d and S / Zn of the hexagonal zinc sulfide phosphors thus obtained were measured in the same manner as in Example 1.

이어서, 이들 형광체를 사용하여 유리 기판 상에 슬러리법에 의해 형광체층을 형성하고, 이 형광체층의 발광 휘도와 발광 색도를 실시예 1과 동일하게 하여 조사하였다. 이들 측정 결과를 평균 입경 d 및 S/Zn의 값과 함께 표 1에 나타내었다.Subsequently, using these phosphors, the phosphor layer was formed on the glass substrate by the slurry method, and the luminescence brightness and chromaticity of the phosphor layer were irradiated in the same manner as in Example 1. These measurement results are shown in Table 1 together with the values of the average particle diameter d and S / Zn.

Figure 112007001528434-PCT00001
Figure 112007001528434-PCT00001

표 1로부터 명확한 바와 같이, 실시예 1 내지 6에서 얻어진 육방정계 황화아연 형광체는 저가속 전압(15 kV 이하)으로 고전류 밀도의 전자선을 조사했을 때의 발광 휘도가 높고, 양호한 발광 색도를 가졌다. 이에 대하여, 비교예 1의 육방정계 황화아연 형광체는 발광 휘도면에서는 실시예 1 내지 6에 비하여 떨어졌다.As is clear from Table 1, the hexagonal zinc sulfide phosphors obtained in Examples 1 to 6 had a high luminescence luminance when a high current density electron beam was irradiated at a low speed voltage (15 kV or less), and had good luminescence chromaticity. In contrast, the hexagonal zinc sulfide phosphor of Comparative Example 1 was inferior to Examples 1 to 6 in terms of emission luminance.

<실시예 7><Example 7>

실시예 1에서 얻어진 육방정계 황화아연 형광체를 청색 발광 형광체로서 사용하고, 녹색 발광 형광체(ZnS:Cu,Ag 형광체) 및 적색 발광 형광체(Y2O2S:Eu 형광체)를 각각 사용하여 유리 기판 상에 형광체층을 형성하여 페이스 플레이트로 하였다. 이 페이스 플레이트와 다수의 전자 방출 소자를 갖는 리어 플레이트를 지지 프레임을 통해 조립함과 동시에, 이들 간극을 진공 배기하면서 기밀 밀봉하였다. 이와 같이 하여 얻은 FED는 색 재현성이 우수하고, 상온, 정격 동작에서 1000 시간 구동시킨 후에도 양호한 표시 특성을 나타내는 것이 확인되었다. The hexagonal zinc sulfide phosphor obtained in Example 1 was used as a blue light emitting phosphor, and green light emitting phosphors (ZnS: Cu, Ag phosphors) and red light emitting phosphors (Y 2 O 2 S: Eu phosphors) were used on a glass substrate. Phosphor layer was formed in and it was set as face plate. The face plate and the rear plate having a plurality of electron emission elements were assembled through a support frame, and at the same time, these gaps were hermetically sealed while evacuating them. Thus, it was confirmed that the FED obtained was excellent in color reproducibility and exhibited good display characteristics even after driving for 1000 hours at normal temperature and rated operation.

본 발명의 청색 발광 형광체에 따르면, 저전압으로 전류 밀도가 높은 전자선을 조사했을 경우, 고휘도로 색 순도가 양호하고, 긴 수명의 청색 발광을 실현할 수 있다. 또한, FED와 같은 박형의 평면형 표시 장치의 내압 특성을 대폭적으로 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 제조 방법에 따르면, 휘도 저하를 일으키지 않고, 소입자 직경의 육방정계 황화아연 형광체를 제조할 수 있으며, 본 발명의 청색 발광 형광체를 효율적으로 얻을 수 있다.According to the blue light-emitting phosphor of the present invention, when the electron beam having a high current density is irradiated at low voltage, the color purity is good with high luminance, and blue light emission with a long lifetime can be realized. In addition, the breakdown voltage characteristics of a thin flat display such as FED can be significantly improved. Moreover, according to the manufacturing method of this invention, hexagonal zinc sulfide fluorescent substance of the small particle diameter can be manufactured, without a brightness fall, and the blue light emitting fluorescent substance of this invention can be obtained efficiently.

Claims (7)

은 및 알루미늄을 활성부여제로 하는 육방정계의 결정 구조를 갖는(이하, 「육방정계의」라고 나타냄) 황화아연 형광체를 포함하고, 가속 전압이 15 kV 이하인 전자선에 의해 여기되어 청색으로 발광하는 형광체이며,A phosphor containing a zinc sulfide phosphor having a hexagonal crystal structure of silver and aluminum as an activator (hereinafter referred to as "hexagonal system"), which is excited by an electron beam having an acceleration voltage of 15 kV or less, and emits blue light. , 상기 육방정계의 은 및 알루미늄 부활 황화아연 형광체는 평균 입경이 1.0 내지 4.0 ㎛인 것을 특징으로 하는 표시 장치용 청색 발광 형광체.The hexagonal silver and aluminum-activated zinc sulfide phosphors have a mean particle size of 1.0 to 4.0 µm. 제1항에 있어서, 상기 육방정계의 은 및 알루미늄 부활 황화아연 형광체가, X선 광전자 분광법(XPS)에 의해 측정된 황 원자와 아연 원자의 몰비(S/Zn)가 0.97 초과 1.0 이하인 것을 특징으로 하는 표시 장치용 청색 발광 형광체. The method of claim 1, wherein the hexagonal silver and aluminum-activated zinc sulfide phosphor has a molar ratio (S / Zn) of sulfur atoms and zinc atoms measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) to be more than 0.97 and not more than 1.0. A blue light emitting phosphor for display device. 형광체 모체 및 활성부여제를 구성하는 원소 또는 이 원소를 함유하는 화합물을 포함하는 형광체 원료를 가열하여 소성하는 공정을 구비하고,And a step of heating and firing a phosphor raw material comprising an element constituting the phosphor matrix and an activator or a compound containing the element, 상기 소성 공정에서, 상기 형광체 원료를 수평에 대하여 경사지게 배치한 회전하는 관상의 가열로를 연속적으로 통과시켜, 상기 가열로 내에서 가열하여 소성함과 동시에, 상기 가열로로부터 연속적으로 배출되는 소성물을 냉각하는 것을 특징으로 하는 제1항 또는 제2항에 기재된 표시 장치용 청색 발광 형광체의 제조 방법.In the firing step, continuously passing through a rotating tubular heating furnace in which the phosphor raw material is inclined with respect to the horizontal, is heated in the heating furnace and calcined, and at the same time firing material continuously discharged from the heating furnace It cools, The manufacturing method of the blue light emitting fluorescent substance for display apparatus of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 제3항에 있어서, 상기 가열로 내부가 무산소 상태로 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치용 청색 발광 형광체의 제조 방법. The method of manufacturing a blue light-emitting phosphor for a display device according to claim 3, wherein the inside of the heating furnace is maintained in an oxygen-free state. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 가열로 내가 불활성 가스 분위기 또는 환원성 가스 분위기로 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치용 청색 발광 형광체의 제조 방법.The method of manufacturing a blue light-emitting phosphor for a display device according to claim 3 or 4, wherein the inside of the heating furnace is maintained in an inert gas atmosphere or a reducing gas atmosphere. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형광체 원료가, 상기 가열로 내를 이동하면서 소성에 충분한 시간만큼 상기 가열로 내에 체류하도록, 상기 가열로의 경사각이 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치용 청색 발광 형광체의 제조 방법. The inclination angle of the said heating furnace is adjusted so that the said fluorescent material raw material may remain in the said heating furnace for the time enough for baking, moving the inside of the said heating furnace, The said phosphor raw material is characterized by the above-mentioned. The manufacturing method of the blue light emitting fluorescent substance for display apparatuses. 청색 발광 형광체층과 녹색 발광 형광체층과 적색 발광 형광체층을 포함하는 형광체층과, 상기 형광체층에 가속 전압이 15 kV 이하인 전자선을 조사하여 발광시키는 전자 방출원과, 상기 전자 방출원과 상기 형광체층을 함께 진공 밀봉하는 외위기를 구비하는 전계 방출형 표시 장치이고, A phosphor layer comprising a blue light emitting phosphor layer, a green light emitting phosphor layer, and a red light emitting phosphor layer, an electron emission source for emitting light by irradiating an electron beam having an acceleration voltage of 15 kV or less on the phosphor layer, the electron emission source, and the phosphor layer And a field emission display device having an enclosure for vacuum sealing them together. 상기 청색 발광 형광체층은, 제1항 또는 제2항에 기재된 표시 장치용 청색 발광 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전계 방출형 표시 장치. The blue light emitting phosphor layer comprises the blue light emitting phosphor for display device according to claim 1 or 2.
KR1020077000405A 2004-06-09 2005-05-26 Display Unit-Use Blue Light Emitting Fluorescent Substance and Production Method Therefor and Field Emission Type Display Unit KR20070022385A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020077000405A KR20070022385A (en) 2004-06-09 2005-05-26 Display Unit-Use Blue Light Emitting Fluorescent Substance and Production Method Therefor and Field Emission Type Display Unit

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2004-00171008 2004-06-09
KR1020077000405A KR20070022385A (en) 2004-06-09 2005-05-26 Display Unit-Use Blue Light Emitting Fluorescent Substance and Production Method Therefor and Field Emission Type Display Unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070022385A true KR20070022385A (en) 2007-02-26

Family

ID=43654110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077000405A KR20070022385A (en) 2004-06-09 2005-05-26 Display Unit-Use Blue Light Emitting Fluorescent Substance and Production Method Therefor and Field Emission Type Display Unit

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070022385A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100489575B1 (en) Phosphor for display and field-emission display
JP2007238827A (en) Phosphor for display device and field emission type display device
EP1772508A1 (en) Display unit-use blue light emitting fluorescent substance and production method therefor and field emission type display unit
KR100821047B1 (en) Blue phosphor and display panel using the same
KR100676352B1 (en) Fluorescent material for display unit, process for producing the same and color display unit including the same
JP2008274028A (en) Fluorescent material, fluorescent member and image-forming device
JP2002138279A (en) Fluorescent material for display unit, its manufacturing method and field emission type display unit using the same
JP2006335967A (en) Phosphor for displaying device and electric field-emission type displaying device
KR20070022385A (en) Display Unit-Use Blue Light Emitting Fluorescent Substance and Production Method Therefor and Field Emission Type Display Unit
WO2006120952A1 (en) Blue light emitting phosphor for display unit and field emission display unit
JP2004123786A (en) Phosphor for display device, its production method, and color display device using the same
JP2008127465A (en) Method for producing phosphor, device for producing the same and electric field emission type displaying device
EP1719810A1 (en) Green light-emitting phosphor for displays and field-emission display using same
US20060145592A1 (en) Phosphor and method and apparatus for producing phosphor
EP1607461A1 (en) Green light emitting phosphor for low voltage/high current density and field emissiion type display including the same
EP1790707A1 (en) Phosphor, process for producing phosphor and luminescent device
JP2007177078A (en) Fluorophor for display device and field emission-type display device
JP2008156580A (en) Light-emitting element and field emission display
JP2004339293A (en) Blue light-emitting fluorescent substance for low voltage and high current density and field emission display device using the same
JP2006036847A (en) Phosphor, method for producing the same and light emitting device
JP2005036032A (en) Phosphor for display device and method for producing the same and display device using the same
JP2005036111A (en) Phosphor for display device and method for producing the same, and field emission display device using the same
WO2006051601A1 (en) Phosphor for display apparatus, process for producing the same and field emission display apparatus utilizing the same
JP2004123787A (en) Phosphor for display device and color display device using the same
WO2006051600A1 (en) Phosphor for display device, manufacturing method thereof and display device using the phosphor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application