WO2005087895A1 - マンガン付活ケイ酸亜鉛蛍光体及びこれを用いた画像表示装置 - Google Patents

マンガン付活ケイ酸亜鉛蛍光体及びこれを用いた画像表示装置 Download PDF

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WO2005087895A1
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zinc silicate
activated zinc
less
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PCT/JP2005/003911
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Inventor
Yuuki Ono
Nobuyuki Yokosawa
Takeo Ito
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Toshiba
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/59—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing silicon
    • C09K11/592—Chalcogenides
    • C09K11/595—Chalcogenides with zinc or cadmium

Definitions

  • the present invention relates to a manganese-activated zinc silicate phosphor and an image display device using the same.
  • a manganese-activated zinc silicate phosphor applied to a phosphor screen for forming an image by irradiating an electron source and an electron beam emitted from the electron source in a vacuum envelope;
  • the present invention relates to an image display device provided with:
  • FEDs field emission displays
  • SED surface conduction electron-emitting display
  • an FED has a front substrate and a rear substrate that are opposed to each other with a predetermined gap therebetween, and these substrates are joined to each other at their peripheral edges via rectangular frame-shaped side walls. This constitutes a vacuum envelope.
  • the inside of the vacuum vessel the degree of vacuum is maintained in a high vacuum of about 10- 4 Pa.
  • a plurality of supporting members are disposed between these substrates.
  • the front substrate has a phosphor screen including red, blue, and green phosphor layers on its inner surface and a metal back layer formed on the phosphor surface, and an inner surface of the rear substrate (rear plate) has: A number of electron-emitting devices that emit electrons that excite the phosphor to emit light are provided. In addition, a large number of scanning lines and signal lines are formed in a matrix and are connected to each electron-emitting device.
  • An anode voltage is applied to the phosphor screen, and an electron beam emitted from the electron-emitting device is accelerated by the anode voltage and collides with the phosphor screen, whereby the phosphor emits light and an image is displayed.
  • the gap between the front substrate and the rear substrate can be set to several mm or less, which is smaller than that of a cathode ray tube (CRT) currently used as a display for televisions and computers. , Weight and thickness can be achieved.
  • CRT cathode ray tube
  • the FED configured as described above, in order to obtain practical display characteristics, a phosphor similar to a normal cathode ray tube is used, and an aluminum called a metal back layer is formed on the phosphor layer. It is necessary to use a phosphor screen on which a thin film is formed. In this case, it is desirable that the anode voltage applied to the phosphor screen should be at least several kV, preferably as high as 10 kV or more.
  • the distance between the front substrate and the rear substrate cannot be made too large from the viewpoint of the resolution, the characteristics of the support member, and the like, and is set to about 1 to 2 mm.
  • a high voltage is applied in such a narrow distance, a strong electric field is formed, and there is a problem that a discharge (vacuum arc discharge) between the two substrates easily occurs.
  • a large discharge current ranging from several A to several tens of OA flows instantaneously, so that the phosphor screen of the electron emitter element anode part of the power source part is destroyed, and some parts are damaged.
  • a discharge current ranging from several A to several tens of OA flows instantaneously, so that the phosphor screen of the electron emitter element anode part of the power source part is destroyed, and some parts are damaged.
  • An object of the present invention is to provide a zinc silicate phosphor having a small particle size and capable of forming a smooth phosphor screen while maintaining sufficient luminance.
  • Another object of the present invention is to provide a phosphor screen with a zinc silicate having a sufficiently small particle size while maintaining a sufficient luminance, and to be stable without causing abnormal discharge. It is another object of the present invention to provide an image display device capable of obtaining an image having a sufficient luminance.
  • the manganese-activated zinc silicate phosphor of the present invention has an average porosity of 0.5 m or more and 2.0 ⁇ m or less. It has a particle diameter, and has an atomic ratio of zinc to silicon (ZnZSi) of 1.65 or more and 1.85 or less.
  • the image display device of the present invention has a face plate, an electron source arranged to face the face plate, and an electron source formed on a main surface on the electron source side of both main surfaces of the face plate. And emits light by an electron beam emitted from the electron source, has an average particle diameter of 0.5 m or more and 2.O ⁇ m or less, and has an atomic ratio of zinc to silicon (ZnZSi) of 1.65 or more 1
  • a phosphor screen including a phosphor layer containing a manganese-activated zinc silicate phosphor of not more than 85, and a metal back layer covering the phosphor screen.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of an image display device of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the ZnZSi atomic ratio and the relative luminance of manganese-activated zinc silicate phosphors having different particle sizes.
  • the inventors of the present invention have conducted intensive studies to reduce the particle size of the manganese-activated zinc silicate phosphor without lowering the emission luminance. It has been found that by changing the atomic ratio of, good emission luminance can be obtained, and the present invention has been accomplished.
  • the manganese-activated zinc silicate phosphor of the present invention has an average particle diameter of 0.5 m or more and 2.0 ⁇ m or less, and has an atomic ratio of zinc to silicon (ZnZSi) of 1.65 or more. 1.85 or less, represented by the following general formula (1).
  • a conventional manganese-activated zinc silicate phosphor generally used in an image forming apparatus using light emission by electron beam irradiation has an average particle size force of 6 / zm, and a ZnZSi atomic ratio represented by xZy described above. Although the brightness is maximized when the value is 1.4 or more and 1.6 or less, according to the present invention, the average particle size is 0.5 ⁇ m or more and 2.0 ⁇ m or less, and the ZnZSi atomic ratio is 1.0 or less.
  • the light emission of the conventional manganese-activated zinc silicate phosphor can be controlled by setting it between 65 and 1.85. Manganese-activated zinc silicate phosphor having good emission brightness not inferior to brightness can be obtained
  • the image forming apparatus is characterized in that an electron source is formed on a main surface on the electron source side of both main surfaces of the face plate, an electron source disposed opposite to the face plate, and an electron source.
  • a phosphor screen including a phosphor layer containing the manganese-activated zinc silicate phosphor, which emits light by an electron beam emitted from a source, and a metal back layer covering the phosphor screen.
  • a phosphor screen with better smoothness can be obtained by using the manganese-activated zinc silicate phosphor having a particle size smaller than that of the conventional one and having a particle size. Coating a metal back layer on such a phosphor surface also improves its smoothness. As a result, in the image display device of the present invention, the distance between the metal back layer and the electron source is kept constant, abnormal discharge is less likely to occur, and the brightness is good, so that an image with high image quality is displayed. obtain.
  • the manganese-activated zinc silicate phosphor of the present invention has an average particle size of 0.5 m or more and 2.0 ⁇ m or less, and if it is less than 0.5 m, the firing time must be shortened. If the luminance is lower than 2. O / zm, the average particle diameter increases, and the smoothness of the phosphor screen deteriorates.
  • the average particle size is preferably from 1. O / z m to 1.9 m, more preferably from 1.5 111 to 1.8 ⁇ m.
  • the manganese-activated zinc silicate phosphor of the present invention has an atomic ratio of ZnZSi of 1.65 or more and 1.85 or less. If the force is less than 1.65 or exceeds 1.85, the brightness of the phosphor having the optimum composition at the conventional average particle diameter of 46 to 16 ⁇ m is equal to or lower than that of the phosphor having the optimum composition. Further, a preferable ZnZSi atomic ratio is 1.7 or more and 1.8 or less.
  • the manganese-activated zinc silicate phosphor of the present invention has an afterglow time of 8 ms or less, preferably 6 ms or more and 8 ms or less. If it is less than 6 ms, the brightness tends to decrease, and if it exceeds 8 ms, visibility of afterglow tends to be a problem as a light emitting display device.
  • the manganese-activated zinc silicate phosphor of the present invention uses, for example, zinc oxide (ZnO), silicon dioxide (SiO 2), and manganese carbonate (MnCO 2) as a phosphor raw material.
  • ZnO zinc oxide
  • SiO 2 silicon dioxide
  • MnCO 2 manganese carbonate
  • the obtained fired body is classified, and further obtained by removing impurities by washing. It is.
  • the atomic ratio between zinc and silicon can be adjusted by the mixing ratio between ZnO and SiO.
  • the desired particle size can be obtained by changing the firing time, and the shorter the firing time, the lower the particle size power.
  • concentration of the activator Mn 2+ with respect to the base material Znx (SiO) y is the sum of ZnO and Si02.
  • the number is between 0.01 and 0.02.
  • the phosphor layer used in the image display device of the present invention can be formed, for example, by a slurry method.
  • a phosphor layer of a color image display device is manufactured by a slurry method, for example, a predetermined pattern having a black pigment strength, for example, a stripe-like or lattice-like light absorption is formed on an inner surface of a glass substrate serving as a face plate.
  • the layers are formed by the photolithography method, for example, three kinds of coating liquids each containing a green light-emitting phosphor, a blue light-emitting phosphor, and a red light-emitting phosphor using the manganese-activated zinc silicate phosphor according to the present invention are prepared.
  • the blue (B), green (G), and red (R) light emitting phosphor layers are striped by repeatedly applying, drying, and patterning using a photolithographic method for each phosphor coating solution. It is formed in the shape of dots or dots.
  • the formation of the phosphor layer of each color can be performed by a spray method or a printing method. Also in the spraying method and the printing method, the pattern lithography by the photolithography method is used as needed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of the FED according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′.
  • this FED includes a front substrate (face plate) 2 and a rear substrate (rear plate) 1 each made of rectangular glass. They are arranged facing each other with a gap of 2 mm. Then, the front substrate 2 and rear substrate 1, the peripheral edge portions are joined through the side wall 3 of the rectangular frame, flat rectangular vacuum outer surrounding the inside is maintained at a high vacuum of about 10- 4 Pa Unit 4 is constituted.
  • a fluorescent screen 6 is formed on the inner surface of the front substrate 2.
  • the phosphor screen 6 is composed of a phosphor layer that emits red, green, and blue light and a matrix-shaped light-shielding layer (not shown).
  • a metal back layer 7 functioning as an anode electrode is formed on the phosphor screen 6.
  • a predetermined anode voltage is applied to the metal back layer 7.
  • a number of electron-emitting devices 8 that emit an electron beam for exciting the phosphor layer are provided on the inner surface of the back substrate 1. These electron-emitting devices 8 are arranged in a plurality of columns and a plurality of rows corresponding to each pixel. The electron-emitting devices are driven by matrix wiring, not shown.
  • a number of spacers 10 formed in a plate shape or a column shape are disposed for atmospheric pressure resistance.
  • An anode voltage is applied to the phosphor screen 6 via the metal back layer 7, and the electron beam emitted from the electron-emitting device 8 is accelerated by the anode voltage and collides with the phosphor screen 6. Thereby, the corresponding phosphor layer emits light, and an image is displayed.
  • a phosphor raw material having the following composition was prepared.
  • the raw materials of the above composition were mixed and fired in a crucible at 1200-1300 ° C. in air for 3 hours.
  • the obtained fired body was classified and the impurities were removed by washing to obtain manganese-activated zinc silicate phosphor particles having a ZnZSi atomic ratio of 1.75 and an average particle size of 1.8 m.
  • Example 2 the average was calculated in the same manner as in Example 1 except that ZnO of the phosphor raw material composition was changed to 68.2 parts by weight and 70.7 parts by weight, respectively.
  • Manganese-activated zinc silicate phosphor particles having a particle size of 1.6 ⁇ m and a Zn ZSi atomic ratio of 1.65 and 1.85 were obtained.
  • Comparative Example 14 was carried out except that ZnO of the phosphor material composition was changed to 63.7 parts by weight, 65.3 parts by weight, 66.8 parts by weight, and 72.2 parts by weight, respectively.
  • ZnO of the phosphor material composition was changed to 63.7 parts by weight, 65.3 parts by weight, 66.8 parts by weight, and 72.2 parts by weight, respectively.
  • manganese-activated zinc silicate phosphor particles having an average particle size of 1.6 / ⁇ and a ZnZSi atomic specific force of 35, 1.45, 1.55, and 2.0 were obtained.
  • Comparative Examples 5-10 58.9 parts by weight and 61.9 parts by weight of ZnO of the phosphor raw material composition were used, respectively. Parts, 64.5 parts by weight, 66.8 parts by weight, 68.9 parts by weight, and 72.2 parts by weight, and the average particle diameter of the phosphor particles of Comparative Examples 1 to 4 was changed. Except that the diameter is changed to 4 to 6 ⁇ m, which is larger than the diameter, the average particle diameter is 5.5 / ⁇ , and the ZnZSi atomic ratio is 1.1, 1.25, 1.4, in the same manner as in Example 1. 1.55, 1.7, and 2.0 manganese-activated zinc silicate phosphor particles were obtained.
  • the obtained manganese-activated zinc silicate phosphor particles were subjected to raster excitation by setting the degree of vacuum to 10-4 Pa or less in a luminance chamber, whereby the powder luminance was measured.
  • the emission luminance of the phosphor screen showing the highest emission luminance among Comparative Examples 5 to 10 in which the average particle diameter of the phosphor was large was set to 100%, and the relative luminance with respect to this was determined.
  • curve 11 shows the case where the average particle size is 1.
  • Curve 12 shows the case where the average particle size is 5.
  • the manganese-activated zinc silicate phosphors of Examples 1 to 3 have overall higher luminance than the phosphors having a large average particle size (Comparative Examples 5 to 10). Also, as in Examples 1 to 3, among the phosphors having a small average particle size, when the ZnZSi atomic ratio is 1.7 to 1.9, the phosphors outside the range (Comparative Examples 1 to 4) Also showed extremely good relative luminance. For example, when the ZnZSi atomic ratio was 1.75 as in Example 1, the relative luminance was about 107%.
  • Examples 1 to 3 showed 6.5 ms, 6.2 ms, and 6.5 ms, respectively, and Comparative Examples 1 to 10 showed that , Respectively, 6.2 milliseconds, 6.2 milliseconds, 6.2 millimeters, 6.2 millimeters, 7.2 millimeters, 7.2 millimeters, 7.0 milliseconds, 6.8 milliseconds, and 6.8 milliseconds. From this, it is possible to obtain a manganese-activated zinc silicate phosphor having a good luminous luminance as good as the luminous luminance of the conventional average particle diameter even when the afterglow time is almost the same and the average particle diameter is reduced. I was helping.

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Abstract

　０．５μｍ以上２．０μｍ以下の平均粒子径を有し、ケイ素に対する亜鉛の原子比（Ｚｎ／Ｓｉ）が１．６５以上１．８５以下であるマンガン付活ケイ酸亜鉛蛍光体を用いて蛍光面（６）を作成する。

Description

明 細 書
マンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体及びこれを用いた画像表示装置 技術分野
[0001] 本発明は、マンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体及びこれを用いた画像表示装置に係り
、さらに詳しくは、真空外囲器内に、電子源と、該電子源力 放出される電子線の照 射により画像を形成する蛍光面に適用されるマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体、及び これを備えた画像表示装置に関する。
背景技術
[0002] 近年、次世代の画像表示装置として、電子源である電子放出素子を多数並べ、蛍 光面と対向配置させた平面型画像表示装置の開発が進められている。電子放出素 子には様々な種類があるが、いずれも基本的には電界放出を用いており、これらの 電子放出素子を用いた表示装置は、一般に、フィールド'ェミッション 'ディスプレイ（ 以下、 FEDと称する）と呼ばれている。 FEDの内、表面伝導型電子放出素子を用い た表示装置は、表面伝導型電子放出ディスプレイ（以下、 SEDと称する）とも呼ばれ て!、るが、本願にお!ヽては SEDも含む総称として FEDと 、う用語を用いる。
[0003] FEDは、一般に、所定の隙間をお!/、て対向配置された前面基板および背面基板 を有し、これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周縁部同士を互いに接合すること により真空外囲器を構成している。真空容器の内部は、真空度が 10— 4Pa程度以下 の高真空に維持されている。また、背面基板および前面基板に加わる大気圧荷重を 支えるために、これらの基板の間には複数の支持部材が配設されている。
[0004] 前面基板（フ ースプレート）は、その内面に赤、青、緑の蛍光体層を含む蛍光面 及び蛍光面上にメタルバック層が形成され、背面基板 (リアプレート）の内面には、蛍 光体を励起して発光させる電子を放出する多数の電子放出素子が設けられている。 また、多数の走査線および信号線がマトリックス状に形成され、各電子放出素子に接 続されている。
[0005] 蛍光面にはアノード電圧が印加され、電子放出素子から出た電子ビームがアノード 電圧により加速されて蛍光面に衝突することにより、蛍光体が発光し映像が表示され る。
[0006] このような FEDでは、前面基板と背面基板との隙間を数 mm以下に設定することが でき、現在のテレビやコンピュータのディスプレイとして使用されている陰極線管（CR T)と比較して、軽量化、薄型化を達成することができる。
[0007] 上記のように構成された FEDにおいて、実用的な表示特性を得るためには、通常 の陰極線管と同様の蛍光体を用い、更に、蛍光体層の上にメタルバック層と呼ばれる アルミ薄膜を形成した蛍光面を用いることが必要となる。この場合、蛍光面に印加す るアノード電圧は最低でも数 kV、できれば 10kV以上の高電圧にすることが望まれる
[0008] しかし、前面基板と背面基板との間の距離は、解像度や支持部材の特性などの観 点からあまり大きくすることはできず、 1一 2mm程度に設定される。このような狭い距 離間に高電圧が印可されると強電界が形成され、両基板間の放電 (真空アーク放電 )が生じやすいという問題があった。このような異常放電が発生すると、数 Aから数 10 OAに及ぶ大きな放電電流が瞬時に流れるため、力ソード部の電子放出素子ゃァノ ード部の蛍光面が破壊され、ある 、は損傷を受けるおそれがあった。
[0009] 前面基板のメタルバック層と背面基板の電子源との間の距離にばらつきがあると、 より狭い部分で電流がリークし易いため、この距離は、一定であることが求められ、そ のためにはメタルバック層の平滑化が求められている。メタルバック層は、蛍光面上 に形成されるので、蛍光面を平滑化することは重要である。蛍光面を平滑化するため には、蛍光体の粒径を小さくすることが考えられるけれども、蛍光体の粒径を小さくす ると蛍光体の輝度が低下するという不利点があった。
発明の開示
[0010] 本発明は、十分な輝度を維持しつつ、平滑な蛍光面を形成し得る、粒径の小さい ケィ酸亜鉛蛍光体を得ることを目的とする。
[0011] また、本発明の他の目的は、十分な輝度を維持しつつ、十分小さい粒径を有する ケィ酸亜鉛蛍光体を適用した平滑な蛍光面を有し、異常放電を起こすことなく安定し て十分な輝度を有する画像が得られる画像表示装置を得ることにある。
[0012] 本発明のマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体は、 0. 5 m以上 2. 0 μ m以下の平均 粒子径を有し、ケィ素に対する亜鉛の原子比 (ZnZSi)が 1. 65以上 1. 85以下であ ることを特徴とする。
[0013] また、本発明の画像表示装置は、フェースプレートと、該フェースプレートに対向し て配置された電子源と、該フ ースプレートの両主面のうち該電子源側の主面上に 形成され、該電子源から放出される電子線により発光する、 0. 5 m以上 2. O ^ m 以下の平均粒子径を有し、ケィ素に対する亜鉛の原子比 (ZnZSi)が 1. 65以上 1. 85以下であるマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体を含有する蛍光体層を含む蛍光面と 、該蛍光面を被覆するメタルバック層とを具備することを特徴とする。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]図 1は、本発明の画像表示装置の一例を表す斜視図である。
[図 2]図 2は、図 1の A— A'断面図である。
[図 3]図 3は、粒径の異なるマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体に関する ZnZSi原子比 と相対輝度との関係を表すグラフ図である。
発明を実施するための最良の形態
[0015] 本発明者らは、発光輝度を低下させることなぐマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体の 粒径を小さくすべく鋭意研究を重ねた結果、小粒径であっても、ケィ素に対する亜鉛 の原子比を変更することにより、良好な発光輝度が得られることを見出し、本発明を なすに至った。
[0016] 本発明のマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体は、 0. 5 m以上 2. 0 μ m以下の平均 粒径を有し、ケィ素に対する亜鉛の原子比（ZnZSi)が 1. 65以上 1. 85以下であり 、下記一般式（1)で表される。
[0017] Znx(Si04)y;Mn2+ …ひ）
(式中、 xZy= l. 65ないし 1. 85)
電子線照射による発光を用いた画像形成装置に一般に使用される従来のマンガン 付活ケィ酸亜鉛蛍光体は、その平均粒径力 ないし 6 /z mであり、上記 xZyで表され る ZnZSi原子比が 1. 4以上 1. 6以下の場合に輝度が最大となるけれども、本発明 によれば、その平均粒径が 0. 5 μ m以上 2. 0 μ m以下とし、かつ ZnZSi原子比を 1 . 65以上 1. 85以下にすることにより、従来のマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体の発光 輝度に劣らない良好な発光輝度を有するマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体が得られる
[0018] また、本発明の画像形成装置は、フェースプレートと、フェースプレートに対向して 配置された電子源と、フェースプレートの両主面のうち電子源側の主面上に形成され 、電子源から放出される電子線により発光する、上記マンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光 体を含有する蛍光体層を含む蛍光面と、蛍光面を被覆するメタルバック層とを具備 する。
[0019] また、本発明によれば、従来よりも小さ!/、粒径を有する上記マンガン付活ケィ酸亜 鉛蛍光体を使用することにより、より平滑性の良好な蛍光面が得られる。このような蛍 光面上にメタルバック層を被覆すると、その平滑性もまた改善される。これにより、本 発明の画像表示装置では、メタルバック層と、電子源との距離が一定に保たれ、異常 放電が発生しにくくなり、かつ輝度が良好なため、高画質をもつ画像を表示し得る。
[0020] 本発明のマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体は、 0. 5 m以上 2. 0 μ m以下の平均 粒径を有し、 0. 5 m未満であると、焼成時間を短くしなければならず、輝度が低下 し、 2. O /z mを超えると、平均粒子径の増大により、蛍光面の平滑性が悪くなる。この 平均粒径は好ましくは 1. O /z m以上 1. 9 m以下、より好ましくは 1. 5 111以上1. 8 μ m以" hである。
[0021] また、本発明のマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体は、その ZnZSi原子比が 1. 65以 上 1. 85以下である。 1. 65未満である力、あるいは 1. 85を超えると、従来の平均粒 子径 4一 6 μ mで最適組成を有する蛍光体の輝度と同等またはそれより低くなる。ま た、好ましい ZnZSi原子比は、 1. 7以上 1. 8以下である。
[0022] 本発明のマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体は、その残光時間が 8ms以下、好ましく は 6ms以上 8ms以下である。 6ms未満であると、輝度が低下する傾向があり、 8msを 超えると、発光表示装置として残光の視認性が問題となる傾向がある。
[0023] 本発明のマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体は、例えば蛍光体原料として、酸化亜鉛 ( ZnO)、二酸ィ匕珪素（SiO )、及び炭酸マンガン (MnCO )等を使用し、これらを混合
2 3
して、るつぼ内で、例えば空気中 1000ないし 1300°Cの温度で 1ないし 5時間焼成し た後、得られた焼成体を分級し、さらに洗浄によって不純物を取り除くことにより得ら れる。このとき、亜鉛とケィ素の原子比は、 ZnOと SiOの配合比により調整し得る。所
3
望の粒径は、焼成時間を変えることにより得られ、焼成時間が短いほど粒径力 、さく なる。また、母材 Znx(SiO )yに対する付活剤 Mn2+の濃度は、 ZnOと Si02の合計
4
量に対する MnCOの添加量で調整され、母材 1モルに対する付活剤のグラム原子
3
数は 0. 01ないし 0. 02であることが好ましい。
[0024] また、本発明の画像表示装置に使用される蛍光体層は、例えばスラリー法を用いて 作成することができる。
[0025] スラリー法によりカラー画像表示装置の蛍光体層を作製するとき、例えば、フェース プレートとなるガラス基板の内面に、黒色顔料力もなる所定のパターン例えばストライ プ状、あるいは格子状等の光吸収層をフォトリソ法により形成した後、例えば本発明 に係るマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体を用いた緑色発光蛍光体、青色発光蛍光体 、及び赤色発光蛍光体を各々含有する塗布液を 3種作成し、各蛍光体塗布液毎に、 塗布、乾燥、及びフォトリソ法を用いたパターユングを繰り返し行うことにより、青 (B)、 緑 (G)、及び赤 (R)色発光蛍光体層をストライプ状またはドット状に形成する。なお、 各色の蛍光体層の形成を、スプレー法や印刷法で行うこともできる。スプレー法や印 刷法においても、フォトリソ法によるパターユングが必要に応じて併用される。
[0026] 以下、図面を参照し本発明をより詳細に説明する。
[0027] 図 1に、本発明に係る FEDの一例を表す斜視図を示す。
[0028] また、図 2には、その A— A'断面図を示す。
[0029] 図 1および図 2に示すように、この FEDは、それぞれ矩形状のガラスからなる前面基 板 (フェースプレート） 2、および背面基板 (リアプレート） 1を備え、これらの基板は 1一 2mmの隙間を置いて対向配置されている。そして、前面基板 2および背面基板 1は 、矩形枠状の側壁 3を介して周縁部同士が接合され、内部が 10— 4Pa程度以下の高 真空に維持された偏平な矩形状の真空外囲器 4を構成している。
[0030] 前面基板 2の内面には蛍光面 6が形成されている。この蛍光面 6は、赤、緑、青色 に発光する蛍光体層とマトリックス状の図示しな!ヽ遮光層とで構成されて ヽる。蛍光 面 6上には、アノード電極として機能するメタルバック層 7が形成されている。表示動 作時、メタルバック層 7には所定のアノード電圧が印加される。 [0031] 背面基板 1の内面上には、蛍光体層を励起する電子ビームを放出する多数の電子 放出素子 8が設けられている。これらの電子放出素子 8は、画素毎に対応して複数列 および複数行に配列されて ヽる。電子放出素子は図示しな 、マトリックス配線により 駆動される。
[0032] また、背面基板 1および前面基板 2の間には、耐大気圧のため、板状あるいは柱状 に形成された多数のスぺーサ 10が配置されて 、る。
[0033] 蛍光面 6にはメタルバック層 7を介してアノード電圧が印加され、電子放出素子 8か ら放出された電子ビームはアノード電圧により加速され蛍光面 6に衝突する。これに より、対応する蛍光体層が発光し、映像が表示される。
[0034] 実施例
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
[0035] 実施例 1及び比較例 1
下記組成を有する蛍光体原料を用意した。
[0036] 蛍光体原料組成
ZnO 69. 5 重量部
SiO 29. 4 重量部
2
MnCO 1. 1 重量部
3
上記組成の原料を混合し、るつぼ内で空気中 1200— 1300°Cで 3時間焼成した。
[0037] 得られた焼成体を分級、洗浄によって不純物を取り除くことにより、 ZnZSi原子比 1 . 75、平均粒径 1. 8 mのマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体粒子を得た。
[0038] また、実施例 2及び 3として、蛍光体原料組成の ZnOを、各々 68. 2重量部、及び 7 0. 7重量部に変更すること以外は、実施例 1と同様にして、平均粒径 1. 6 ^ m, Zn ZSi原子比が 1. 65及び 1. 85のマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体粒子を得た。
[0039] 比較例 1 4として、蛍光体原料組成の ZnOを、各々 63. 7重量部、 65. 3重量部、 66. 8重量部、及び 72. 2重量部に変更すること以外は、実施例 1と同様にして、平 均粒径 1. 6 /ζ πι、 ZnZSi原子比力 35, 1. 45, 1. 55,及び 2. 0のマンガン付活 ケィ酸亜鉛蛍光体粒子を得た。
[0040] また、比較例 5—10として、蛍光体原料組成の ZnOを、各々 58. 9重量部、 61. 9重 量部、 64. 5重量部、 66. 8重量部、 68. 9重量部、及び 72. 2重量部に変更し、そ の平均粒径を、比較例 1ないし 4の蛍光体粒子の平均粒径よりも大きい 4一 6 μ mに 変更すること以外は、実施例 1と同様にして、平均粒径 5. 5 /ζ πι、 ZnZSi原子比が 1 . 1, 1. 25, 1. 4, 1. 55, 1. 7,及び 2. 0であるマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体粒 子を得た。
[0041] 得られたマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体粒子について、輝度チャンバ一にて真空度 を 10-4Pa以下にしてラスター励起することにより、各々、粉体輝度を測定した。
[0042] その後、蛍光体の平均粒径が大きい比較例 5ないし 10の中で一番高い発光輝度 を示した蛍光面の発光輝度を 100%とし、これに対する相対輝度を各々求めた。
[0043] 蛍光体の ZnZSi原子比と、得られた相対輝度との関係を、各々グラフにプロットし た。得られたグラフ図を図 3に示す。
[0044] 図中、曲線 11は平均粒径 1. の場合、曲線 12は平均粒径 5. の場合を 各々示す。
[0045] 図示するように、実施例 1ないし 3のマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体は、その輝度 が平均粒径の大きい蛍光体 (比較例 5ないし 10)よりも全体的に高い。また、実施例 1 ないし 3のように、平均粒径の小さい蛍光体の中でも、 ZnZSi原子比が 1. 7ないし 1 . 9であると、その範囲外の蛍光体 (比較例 1ないし 4)よりも極めて良好な相対輝度を 示し、例えば実施例 1のように、 ZnZSi原子比が 1. 75の場合には、その相対輝度 は約 107%となった。
[0046] また、各蛍光体の残光時間を測定したところ、実施例 1ないし 3は、各々、 6. 5ミリ 秒、 6. 2ミリ秒、 6. 5ミリ秒、比較例 1ないし 10は、各々、 6. 2ミリ秒、 6. 2ミリ秒、 6. 2 ミリ禾少、 6. 2ミリ禾少、 7. 2ミリ禾少、 7. 2ミリ禾少、 7. 2ミリ禾少、 7. 0ミリ禾少、 6. 8ミリ禾少、 6. 8ミリ 秒であった。このことより、残光時間がほぼ同じで、平均粒子径を小さくしても従来の 平均粒子径の発光輝度に劣らず良好な発光輝度を有するマンガン付活ケィ酸亜鉛 蛍光体が得られることがわ力つた。
[0047] また、実施例 1ないし 3の蛍光面の平滑性と、比較例 5ないし 10の蛍光面の平滑性 を印刷した蛍光膜をレーザー膜厚測定器により側面から観測することにより比較した ところ、実施例 1ないし 3の蛍光面の方が良好であった。 さらに、得られたマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍光体粒子を緑色発光蛍光体として用い
、図 1及び図 2に示す画像表示装置と同様の装置を形成したところ、良好な画像を表 示することができた。

Claims

請求の範囲
[1] 0. 5 /z m以上 2. 0 /z m以下の平均粒子径を有し、ケィ素に対する亜鉛の原子比（ ZnZSi)が 1. 65以上 1. 85以下であることを特徴とするマンガン付活ケィ酸亜鉛蛍 光体。
[2] 前記原子比は 1. 7以上 1. 8以下であることを特徴とする請求項 1に記載のマンガ ン付活ケィ酸亜鉛蛍光体。
[3] その残光時間が 8ms以下である請求項 1または 2に記載のマンガン付活ケィ酸亜 鉛蛍光体。
[4] フェースプレートと、該フェースプレートに対向して配置された電子源と、該フェース プレートの両主面のうち該電子源側の主面上に形成され、該電子源力 放出される 電子線により発光する、請求項 1ないし 3のいずれか 1項に記載のマンガン付活ケィ 酸亜鉛蛍光体を含有する蛍光体層を含む蛍光面と、該蛍光面を被覆するメタルバッ ク層とを具備することを特徴とする画像表示装置。
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