WO2006120952A1 - 表示装置用青色発光蛍光体および電界放出型表示装置 - Google Patents

表示装置用青色発光蛍光体および電界放出型表示装置 Download PDF

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WO2006120952A1
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blue light
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zinc sulfide
emitting
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Nobuyuki Yokosawa
Masaaki Inamura
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Kabushiki Kaisha Toshiba
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2329/00Electron emission display panels, e.g. field emission display panels

Definitions

  • the present invention relates to a blue light emitting phosphor and a field emission display device for a display device.
  • field emission display devices field emission display; FED
  • electron-emitting devices such as field-emission cold cathode devices display various information in a precise and high-definition manner.
  • FED field emission display
  • field-emission cold cathode devices display various information in a precise and high-definition manner.
  • the present invention has been made to solve such a problem.
  • a blue light emitting phosphor used in a field emission display FED
  • the light emission luminance is increased and the luminance deterioration is suppressed and used.
  • the purpose is to improve the service life. Also such blue-emitting fluorescence
  • the purpose of the FED is to provide an FED with high brightness, excellent display characteristics such as color reproducibility, and improved life.
  • the blue light-emitting phosphor of the present invention is composed of silver and aluminum-activated zinc sulfide phosphors in which the concentration of silver as an activator is 300 to 1200 ppm, which is significantly increased from conventional phosphors. Therefore, the emission brightness when excited by an electron beam with an accelerating voltage of 15 kV or less and an irradiation time of 0.:! To 20 ⁇ s is improved compared to the conventional blue-emitting phosphor. In addition, it has a long life in which luminance deterioration due to impact of a high-density electron beam having a high current density is small.
  • Ag is the first activator (main activator) that forms an emission center. It is contained in the range of 300 to 1200 ppm with respect to zinc sulfide, which is the phosphor matrix. A more preferable content ratio (concentration) of Ag is in the range of 500 to 800 ppm. When the concentration strength of Ag is outside the range of 00 to 1200 ppm, the effect of improving luminance deterioration is not sufficient, which is preferable.
  • the blue light-emitting phosphor of the first embodiment obtained in this way has an acceleration voltage of 15 kV or less and an excitation time of 0.:! To 20 ⁇ s when excited by an electron beam with a high current density. It has high emission brightness and good color purity. In addition, it has excellent resistance to high-current density electron beams and suppresses deterioration of luminance over time, thus improving the service life.
  • the reason why the luminance deterioration is improved by coating the surface of the sulfurous subphosphor particle with the Mg and P-containing layer is not necessarily clear.
  • P-containing layer is chemically stable and itself is inferior to electron beam This is thought to be due to the effect of suppressing atomic disturbance (change in crystal structure) on the surface of the zinc sulfide phosphor due to electron beams.
  • FED field emission display device
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main configuration of an embodiment of an FED.
  • reference numeral 1 denotes a face plate having a phosphor layer 3 formed on a transparent substrate such as a glass substrate 2.
  • This phosphor layer 3 has a blue light-emitting phosphor layer, a green light-emitting phosphor layer, and a red light-emitting phosphor layer formed corresponding to the pixels, and a light absorbing layer 4 made of a black conductive material is interposed between these layers. It has a separate structure.
  • the blue light-emitting phosphor layer is composed of the blue light-emitting phosphor of the above-described embodiment.
  • the blue light-emitting phosphor of the first or second embodiment described above is used as the blue light-emitting phosphor layer that emits light by electron beam irradiation, brightness, color reproducibility, etc. In addition to good display characteristics, deterioration of luminance over time is suppressed, and the service life is greatly improved.

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Abstract

 この表示装置用青色発光蛍光体は、銀およびアルミニウムを付活剤とする立方晶系の硫化亜鉛蛍光体を主体とし、付活剤である銀の濃度が硫化亜鉛に対して300~1200ppmであることを特徴とする。この硫化亜鉛蛍光体粒子の表面に、マグネシウムおよびリンを含む層を形成することにより、さらに輝度劣化特性を改善することができる。FEDなどに用いられる青色発光蛍光体において、発光輝度を高めるとともに、輝度劣化を抑制し使用寿命を改善することができる。

Description

明 細 書
表示装置用青色発光蛍光体および電界放出型表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、表示装置用の青色発光蛍光体と電界放出型表示装置に関する。
背景技術
[0002] マルチメディア時代の到来に伴って、デジタルネットワークのコア機器となるディス プレイ装置には、大画面化や高精細化、コンピュータ等の多様なソースへの対応性 などが求められている。
[0003] ディスプレイ装置の中で、電界放出型冷陰極素子などの電子放出素子を用いた電 界放出型表示装置 (フィールドェミッションディスプレイ; FED)は、様々な情報を緻 密で高精細に表示することのできる大画面で薄型のデジタルデバイスとして、近年盛 んに研究 ·開発が進められている。
[0004] FEDは、基本的な表示原理が陰極線管(CRT)と同じであり、電子線により蛍光体 を励起して発光させているが、電子線の加速電圧(励起電圧)が CRTに比べて低い ので、十分な輝度を得るために、 CRTに比べて非常に長い励起時間を必要としてい る。このことは、所定の輝度を得るために単位面積当たりの投入電荷量を多くしなけ ればならないことを意味しており、蛍光体の寿命の悪化を助長している。そのため、 従来から CRT用として使用されている硫化亜鉛を母体とする蛍光体を使用したので は、十分な発光輝度や寿命が得られなかった。このような背景から、発光輝度の高い FED用蛍光体が要望されている。 (例えば、特許文献 1参照)
[0005] し力しながら、従来の CRT用蛍光体の発光特性を凌ぐ蛍光体が存在しないのが現 状であり、 CRT用蛍光体を FED用として改良することが重要な課題となっている。 特許文献 1 :特開 2002— 226847公報
発明の開示
[0006] 本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、電界放出型表示装置( FED)に用いられる青色発光蛍光体において、発光輝度を高めるとともに、輝度劣 化を抑制し使用寿命を改善することを目的としている。また、そのような青色発光蛍光 体を用いることによって、高輝度で色再現性などの表示特性に優れ、かつ寿命が向 上した FEDを提供することを目的としてレ、る。
[0007] 本発明の表示装置用青色発光蛍光体は、銀およびアルミニウムを付活剤とする立 方晶系の硫化亜鉛蛍光体を主体とし、加速電圧が 15kV以下で照射時間が 0.:!〜 2 Ο μ sの電子線により励起されて青色に発光する蛍光体であり、前記立方晶系の銀お よびアルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体は、付活剤である銀の濃度(重量濃度)が蛍 光体母体である硫化亜鉛に対して 300〜1200ppmであることを特徴とする。
[0008] 本発明の電界放出型表示装置は、青色発光蛍光体層と緑色発光蛍光体層と赤色 発光蛍光体層とを含む蛍光体層と、前記蛍光体層に加速電圧が 15kV以下の電子 線を照射して発光させる電子源と、前記電子源と前記蛍光体層を真空封止する外囲 器とを具備する電界放出型表示装置であり、前記青色発光蛍光体層は、前記した本 発明の表示装置用青色発光蛍光体を含むことを特徴とする。
[0009] 本発明の青色発光蛍光体は、付活剤である銀の濃度が 300〜: 1200ppmと従来の 蛍光体より大幅に増大された、銀およびアルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体から構成 されているので、加速電圧が 15kV以下で照射時間が 0.:!〜 20 μ sの電子線により 励起された場合の発光輝度が、従来の青色発光蛍光体に比べて向上している。また 、電流密度の高い高密度電子線の衝撃による輝度劣化が小さぐ長寿命を有してい る。
[0010] したがって、このような青色発光蛍光体を使用することにより、高輝度で色再現性な どの表示特性に優れ、かつ寿命が向上した FEDのような薄型の平面型表示装置を 実現すること力 Sできる。
図面の簡単な説明
[0011] [図 1]本発明の一実施形態である FEDを概略的に示す断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0012] 次に、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、本発明は以下の実施 形態に限定されるものではない。
[0013] 本発明の第 1の実施形態である青色発光蛍光体は、一般式; ZnS :Ag, A1で実質 的に表される立方晶系の銀およびアルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体から構成され、 付活剤である銀 (Ag)の硫化亜鉛に対する濃度が、 300〜: 1200PPmとなっている。
[0014] 第 1の実施形態の銀およびアルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体 (ZnS: Ag, A1)にお いて、 Agは発光中心を形成する第 1の付活剤(主付活剤)であり、蛍光体母体である 硫化亜鉛に対して 300〜1200ppmの範囲で含有される。より好ましい Agの含有割 合(濃度)は、 500〜800ppmの範囲である。 Agの含有濃度力 00〜1200ppmの 範囲を外れた場合には、輝度劣化を改善する効果が十分でなくなるので好ましくな レ、。
[0015] A1は、共付活剤と呼ばれるものであり、硫化亜鉛に付活した Agの電荷を補償する ものである。つまり、 A1イオンの価数 3価と Agイオンの価数 1価を合わせた 4価で、硫 化亜鉛中の 2価の亜鉛イオン 2個(合わせて 4価)を電気的に補償する。よって、 A1の 含有濃度は、イオンの個数すなわちモル数として Agと同量となるような濃度であるこ とが望ましい。
[0016] 本発明の第 1の実施形態である青色発光蛍光体は、以下に示すようにして製造さ れる。まず、蛍光体母体である硫化亜鉛原料に対して、所定量の付活剤原料を添加 し、さらに塩化カリウムや塩ィ匕マグネシウムなどのフラックスを必要に応じて添カ卩し、こ れらを湿式で混合する。具体的には、イオン交換水に硫化亜鉛原料を分散させてス ラリー状とし、これに所定量の付活剤原料およびフラックスを添加し撹拌機で混合す る。混合時間は付活剤が十分に分散するように設定する。次いで、硫化亜鉛原料と 付活剤などを含むスラリーを乾燥容器に移し、乾燥機により乾燥して蛍光体原料とす る。
[0017] 次いで、このような蛍光体原料を、適当量の硫黄および活性炭素とともに石英るつ ぼなどの耐熱容器に充填する。このとき硫黄の添加'混合は、プレンダなどを使用し て蛍光体原料と 30〜180分程度混合し、この混合材料を耐熱容器に充填した後、そ の表面を硫黄で覆うようにすることが好ましい。次いで、これを硫化水素雰囲気、硫黄 蒸気雰囲気などの硫化性雰囲気、あるいは還元性雰囲気 (例えば 3〜5%水素一残 部窒素の雰囲気)で焼成する。
[0018] 焼成条件は、蛍光体母体 (ZnS)の結晶構造を制御するうえで重要である。 目的と する立方晶の結晶構造を得るために、焼成温度は 900〜990°Cの範囲とすることが 好ましい。焼成温度力 oo°c未満であると、硫化亜鉛の結晶粒を十分に成長させる ことができなレ、。一方焼成温度が 990°Cを超えると、硫化亜鉛の結晶構造が六方晶 系となってしまう。焼成時間は設定した焼成温度にもよるが 15〜90分とし、焼成後は 焼成と同一雰囲気で急冷することが好ましい。その後、得られた焼成物をイオン交換 水などで水洗し乾燥した後、必要に応じて、粗大粒子を除去するための篩別などを 実施することによって、立方晶系の硫化亜 蛍光体が得られる。
[0019] こうして得られる第 1の実施形態の青色発光蛍光体は、加速電圧が 15kV以下で照 射時間が 0.:!〜 20 μ sである高電流密度の電子線により励起された場合の発光輝 度が高ぐかつ良好な色純度を有している。また、高電流密度の電子線に対する耐 性に優れ、経時的な輝度劣化などが抑制されるので、使用寿命が向上している。
[0020] 本発明の第 2の実施形態の青色発光蛍光体は、前記した第 1の実施形態の銀およ びアルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体 (ZnS :Ag, A1)粒子の表面に、マグネシウムとリ ンをそれぞれ含む層を有してレ、る。
[0021] 第 2の実施形態の青色蛍光体において、付活剤である Agは、蛍光体母体である硫 化亜鉛に対して 300〜1200ppmの割合で含有されており、硫化亜鉛の粒子中に均 一に分散されている。ここで、付活剤が均一に分散された状態とは、蛍光体母体粒 子の内部における付活剤の濃度 (表面力ら深さ方向の濃度分布)を測定した場合に 、おおよそ一定の濃度分布を示すものである。このような蛍光体は、前記第 1の実施 形態の製造方法に示したように、蛍光体母体としての硫化亜鉛を形成する材料と付 活剤を形成する材料とを均一に混合して焼成する方法などにより得ることができる。
[0022] そして、このような硫化亜 蛍光体粒子の表面に、マグネシウムとリンの両方を含む 層(以下、 Mgおよび P含有層と示す。)が形成されている。 Mgおよび P含有層を、硫 化亜鉛蛍光体粒子の表面の少なくとも一部を覆うように形成することで、輝度劣化防 止の効果を上げることができるが、蛍光体粒子の表面全体を隙間なく覆うように形成 する方がより好ましい。
[0023] Mgおよび P含有層の厚さは特に限定されなレ、が、 Pの含有量が蛍光体母体である 硫化亜鉛に対して 0. 01〜1モル%の割合となるようにすることが望ましい。 Pの含有 量が上記範囲を外れると、蛍光体の輝度劣化を改善する効果が少ない。なお、 Pの 含有量は、後述する Mgおよび P含有層の形成において、添加する Mgと Pを含有す る化合物の配合量を変え、形成される Mgおよび P含有層の厚さを変えることなどによ り、調整することができる。 Pの含有量は、例えば ICP (誘導結合プラズマ)発光分析 法、あるいは XPS分析法 (X線光電子分析法)により測定することができる。
[0024] 上述した第 2の実施形態の表示装置用蛍光体において、 Mgおよび P含有層の形 成は、例えば以下に示すようにして行うことができる。
[0025] 第 1の実施形態に示す方法で得られた銀およびアルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体
(ZnS :Ag, A1)の粉末を、硫酸マグネシウムとリン酸水素ニナトリウムの水溶液中に 添カ卩し、その混合液に炭酸水素ナトリウムまたは四ホウ酸ナトリウムを添加する。そし て、上記混合液を十分に混合した後にアンモニアなどのアルカリ液を徐々に滴下し、 混合液の pHをアルカリ性にすることで、リン酸マグネシウムを析出させる。こうして、蛍 光体表面を被覆する層が形成される。
[0026] 次いで、蛍光体をろ過'乾燥した後、この乾燥物を加熱処理 (ベーキング)する。加 熱は、蛍光体の焼成と同一雰囲気で行うが、その温度は焼成温度より低くする必要 がある。例えば、 300〜600°Cまでの温度で加熱を行う。 300°C未満の加熱ではリン 酸マグネシウムの結晶水を除去することができなレ、。また、 600°Cを超える加熱では 蛍光体が分解してしまう。こうして、硫化亜鉛蛍光体粒子の表面が Mgおよび P含有 層により被覆された蛍光体が再現性良く得られる。
[0027] こうして得られる第 2の実施形態の青色発光蛍光体においては、銀およびアルミ二 ゥム付活硫化亜鉛蛍光体 (ZnS :Ag, A1)粒子の表面に、マグネシウムとリンの両方 を含む層(Mgおよび P含有層)が形成されているので、加速電圧が 15kV以下で照 射時間が 0.:!〜 20 μ sの高電流密度の電子線により励起された場合の発光輝度が 高ぐかつ良好な色純度を有している。また、高電流密度の電子線に対する耐性が 第 1の実施形態の青色発光蛍光体に比べて優れており、経時的な輝度劣化などが 抑制されるので、使用寿命がよりいつそう向上される。
[0028] 第 2の実施形態の青色発光蛍光体において、硫化亜 蛍光体粒子の表面を Mg および P含有層で被覆することにより、輝度劣化が改善される理由は必ずしも明らか ではないが、 Mgおよび P含有層が化学的に安定であり、それ自体が電子線により劣 化しにくいため、電子線による硫化亜鉛蛍光体表面の原子の乱れ (結晶構造の変化 )を抑える効果があることによると考えられる。
[0029] 第 1および第 2の実施形態の青色発光蛍光体を使用し、公知のスラリー法あるいは 印刷法により、青色発光蛍光体層を形成することができる。スラリー法では、青色発 光蛍光体の粉体を、純水、ポリビュルアルコール、重クロム酸アンモニゥムなどの感 光性材料、界面活性剤などとともに混合して蛍光体スラリーを調製し、このスラリーを スピンコータなどにより基板上に塗布 '乾燥した後、紫外線等を照射して所定のパタ ーンを露光'現像し、得られた蛍光体パターンを乾燥する。こうして、所定のパターン の青色発光蛍光体層を形成することができる。
[0030] 次に、本発明の第 1および第 2の実施形態の青色発光蛍光体を用いて青色発光蛍 光体層を構成した電界放出型表示装置 (FED)につレ、て説明する。
[0031] 図 1は、 FEDの一実施形態の要部構成を示す断面図である。図 1において、符号 1 はフェイスプレートであり、ガラス基板 2などの透明基板上に形成された蛍光体層 3を 有している。この蛍光体層 3は、画素に対応させて形成した青色発光蛍光体層、緑 色発光蛍光体層および赤色発光蛍光体層を有し、これらの間を黒色導電材から成る 光吸収層 4により分離した構造となっている。蛍光体層 3を構成する各色の蛍光体層 のうちで、青色発光蛍光体層が前記した実施形態の青色発光蛍光体により構成され ている。
[0032] 青色発光蛍光体層の厚さは 1〜: 10 z mとすることが望ましぐより好ましくは 6〜10 μ mとする。青色発光蛍光体層の厚さを 1 μ m以上に限定したのは、厚さが 1 μ m未 満で蛍光体粒子が均一に並んだ蛍光体層を形成することが難しいためである。また 、青色発光蛍光体層の厚さが 10 z mを超えると、発光輝度が低下し実用に供し得な レ、。
[0033] 緑色発光蛍光体層および赤色発光蛍光体層は、それぞれ公知の各種の蛍光体に より構成することができる。各色の蛍光体層の間に段差が生じないように、緑色発光 蛍光体層および赤色発光蛍光体層の厚さも青色発光蛍光体層の厚さと同じにするこ とが望ましい。
[0034] 上述した青色発光蛍光体層、緑色発光蛍光体層、赤色発光蛍光体層、およびそ れらの間を分離する光吸収層 4は、それぞれ水平方向に順次繰り返し形成されてお り、これらの蛍光体層 3および光吸収層 4が存在する部分が画像表示領域となる。こ の蛍光体層 3と光吸収層 4との配置パターンには、ドット状またはストライプ状など、種 々のパターンが適用可能である。
[0035] 蛍光体層 3上にはメタルバック層 5が形成されている。メタルバック層 5は、 A1膜など の金属膜からなり、蛍光体層 3で発生した光のうち、後述するリアプレート方向に進む 光を反射して輝度を向上させるものである。
[0036] また、メタルバック層 5は、フェイスプレート 1の画像表示領域に導電性を与えて電 荷が蓄積されるのを防ぐ機能を有し、リアプレートの電子源に対してアノード電極の 役割を果たす。また、メタルバック層 5は、フェイスプレート 1や真空容器 (外囲器)内 に残留したガスが電子線で電離して生成するイオンにより蛍光体層 3が損傷すること を防ぐ機能を有し、さらに、使用時に蛍光体層 3から発生したガスが真空容器 (外囲 器)内に放出されることを防ぎ、真空度の低下を防止するなどの効果も有している。
[0037] メタルバック層 5上には、 Baなどからなる蒸発形ゲッタ材により形成されたゲッタ膜 6 が形成されている。このゲッタ膜 6によって、使用時に発生したガスが効率的に吸着さ れる。
[0038] そして、このようなフェイスプレート 1とリアプレート 7とが対向配置され、これらの間の 空間が支持枠 8を介して気密に封止されている。支持枠 8は、フェイスプレート 1およ びリアプレート 7に対して、フリットガラス、あるいは Inやその合金などからなる接合材 9 により接合され、これらフェイスプレート 1、リアプレート 7および支持枠 8によって、外 囲器としての真空容器が構成されてレ、る。
[0039] リアプレート 7は、ガラス基板やセラミックス基板などの絶縁性基板、あるいは Si基板 などからなる基板 10と、この基板 10上に形成された多数の電子放出素子 11とを有し ている。これら電子放出素子 11は、例えば電界放出型冷陰極や表面伝導型電子放 出素子などを備え、リアプレート 7の電子放出素子 11の形成面には、図示を省略した 配線が施されている。すなわち、多数の電子放出素子 11は、各画素の蛍光体に応じ てマトリックス状に形成されており、このマトリックス状の電子放出素子 11を一行ずつ 駆動する、互いに交差する配線 (X— Y配線)を有している。なお、支持枠 8には、図 示を省略した信号入力端子および行選択用端子が設けられている。これらの端子は 前記したリアプレート 7の交差配線 (X—Y配線)に対応する。また、平板型の FEDを 大型化させる場合、薄い平板状であるためにたわみなどが生じるおそれがある。この ようなたわみを防止し、また大気圧に対して強度を付与するために、フェイスプレート 1とリアプレート 7との間に、補強部材 (大気圧支持部材、スぺーサ) 12を適宜配置し てもよい。
[0040] この FEDにおいては、電子線照射により発光する青色発光蛍光体層として、前記 した第 1あるいは第 2の実施形態の青色発光蛍光体が用いられているので、輝度や 色再現性などの表示特性が良好であるうえに、経時的な輝度劣化が抑制され、使用 寿命が大幅に向上している。
実施例
[0041] 次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
[0042] 実施例:!〜 5,比較例
硫化亜鉛 (ZnS)に、硝酸銀 (AgN〇 )と硝酸アルミニウム (Al (NO ) · 9H〇)を適当
3 3 3 2 量の水とともに所定量添加し、さらに必要に応じて塩化カリウムや塩ィ匕マグネシウムな どのフラックスを添加して十分に混合した後、乾燥機で乾燥した。得られた蛍光体原 料に、硫黄および活性炭素を適当量添加して石英るつぼに充填し、これを還元性雰 囲気中で焼成した。その後焼成物を水洗および乾燥しさらに篩別することによって、 立方晶系の銀およびアルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体 (ZnS : Ag, Al)粉末を得た。 得られた銀およびアルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体にぉレ、て、付活剤である Agの硫 化亜鉛に対する含有割合 (重量濃度)を表 1に示す。
[0043] 次いで、得られた立方晶系硫化亜鉛蛍光体 (ZnS :Ag, Al)を用レ、、スクリーン印 刷により 8 μ mの厚さの蛍光体層を形成し、さらにその上にラッカー法によりアルミ二 ゥムのメタルバック層を形成した。
[0044] こうして得られた蛍光体層について、以下に示すようにして輝度劣化特性を調べた 。すなわち、各蛍光体層に加速電圧 10kV、電流密度 36 μ A/ cm2の電子線を連続 的に照射し、電子線照射により投入された電荷の総量と発光輝度との関係を調べた 。そして、発光輝度が初期の 70%になるまでに投入された電荷量を求めた。また、比 較例による蛍光体層の前記した投入電荷量を 1. 00としたときの相対値として、相対 投入電荷量を求めた。これらの結果表 1に示す。
[0045] [表 1]
Figure imgf000011_0001
[0046] 表 1から明らかなように、実施例 1〜5で得られた蛍光体層は比較例のものに比べて 良好な輝度寿命を有している。特に、実施例 2〜4で得られた蛍光体層は比較例の ものに比べて 1. 5〜2倍と大幅に改善された輝度寿命を有している。
[0047] 実施例 6
実施例 1で得られた青色発光蛍光体と、緑色発光蛍光体(立方晶系の ZnS : Cu, A1 蛍光体)、および赤色発光蛍光体 (Y O S : Eu蛍光体)をそれぞれ用い、ガラス基板 上に蛍光体層を形成してフェイスプレートとした。このフェイスプレートと多数の電子 放出素子を有するリアプレートとを支持枠を介して組立てるとともに、これらの間隙を 真空排気しつつ気密封止した。このようにして作製された FEDは、発光輝度をはじめ とする色再現性に優れ、さらに常温、定格動作で 1000時間駆動させた後においても 良好な輝度特性を示すことが確認された。
[0048] 実施例 7〜: 12
実施例 1と同様な方法で、付活剤である Agの硫化亜鉛に対する含有割合が 600pp mである立方晶系硫化亜鉛蛍光体 (ZnS: Ag, A1)粉末を調製した。
[0049] 次いで、この蛍光体を、硫酸マグネシウムとリン酸水素ニナトリウムを含む水溶液中 に添加した後、炭酸水素ナトリウムを添加した。さらに、アンモニアなどのアルカリ液を 徐々に滴下して混合液の pHをアルカリ性にし、蛍光体表面にリン酸化合物(リン酸マ グネシゥム)を形成した。その後、この蛍光体を乾燥し、 500°Cで 1時間硫化水素雰 囲気中でベーキングし、リン酸化合物の結晶水を除去した。
[0050] なお、実施例 7の蛍光体に対しては、このような処理を行わなかった。こうして、硫化 亜鉛蛍光体に、表 2に示すリン含有濃度 (XPSによる分析値)を有するリンおよびマグ ネシゥム含有層を形成した。
[0051] 次いで、実施例 7の硫化亜 蛍光体、および実施例 8〜: 12で得られたリンおよびマ グネシゥムをそれぞれ含む表面処理層を有する硫化亜鉛蛍光体を用レ、、スクリーン 印刷により 8 μ mの厚さの蛍光体層を形成し、さらにその上にラッカー法によりアルミ 二ゥムのメタルバック層を形成した。そして、得られた蛍光体層について、以下に示す ようにして輝度劣化特性を調べた。すなわち、各蛍光体層に加速電圧 10kV、電流 密度 36 μ AZcm2の電子線を連続的に照射し、電子線照射により投入された電荷の 総量と発光輝度との関係を調べた。そして、輝度が初期の 70%となるまでの投入電 荷量を調べた。また、実施例 7による蛍光体層の 70%投入電荷量を 1. 00としたとき の相対値として、相対投入電荷量を求めた。その結果を表 2に示す。
[0052] [表 2]
Figure imgf000012_0001
[0053] 表 2から明らかなように、実施例 8〜: 10で得られた蛍光体層は実施例 7のものに比 ベてさらに改善された輝度劣化特性を示し、良好な輝度寿命を有している。
[0054] 実施例 13
実施例 9で得られた青色発光蛍光体と、緑色発光蛍光体(立方晶系の ZnS : Cu, A1 蛍光体)、および赤色発光蛍光体 (Y O S : Eu蛍光体)をそれぞれ用い、ガラス基板 上に蛍光体層を形成してフェイスプレートとした。このフェイスプレートと多数の電子 放出素子を有するリアプレートとを支持枠を介して組立てると共に、これらの間隙を真 空排気しつつ気密封止した。このようにして作製された FEDは、発光輝度をはじめと する色再現性に優れ、さらに常温、定格動作で 1000時間駆動させた後においても 良好な輝度特性を示すことが確認された。
産業上の利用可能性
[0055] 本発明の青色発光蛍光体によれば、低電圧で電流密度の高い電子線を照射した 場合に、高輝度で色純度が良く長寿命の青色発光を実現することができる。したがつ て、このような青色発光蛍光体を使用することにより、高輝度で色再現性などの表示 特性に優れ、寿命が向上した FEDのような薄型の平面型表示装置を実現することが できる。

Claims

請求の範囲
[1] 銀およびアルミニウムを付活剤とする立方晶系の結晶構造を有する(以下、「立方 晶系の」と示す。)硫化亜鉛蛍光体を主体とし、加速電圧が 15kV以下で照射時間が
0.:!〜 20 μ sの電子線により励起されて青色に発光する蛍光体であり、
前記立方晶系の銀およびアルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体は、付活剤である銀の 濃度が蛍光体母体である硫化亜鉛の重量に対して 300〜: 1200ppmであることを特 徴とする表示装置用青色発光蛍光体。
[2] 付活剤である前記銀の濃度が、蛍光体母体である硫化亜鉛の重量に対して 500〜
800ppmであることを特徴とする請求項 1記載の表示装置用青色発光蛍光体。
[3] 前記立方晶系の銀およびアルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体力 マグネシウムとリン をそれぞれ含む表面処理層を有することを特徴とする請求項 1または 2記載の表示 装置用青色発光蛍光体。
[4] 前記リンの含有割合が、前記立方晶系の銀およびアルミニウム付活硫化亜鉛蛍光 体に対して 0. 01〜:!モル%であることを特徴とする請求項 3記載の表示装置用青色 発光蛍光体。
[5] 青色発光蛍光体層と緑色発光蛍光体層と赤色発光蛍光体層とを含む蛍光体層と 、前記蛍光体層に加速電圧が 15kV以下の電子線を照射して発光させる電子源と、 前記電子源と前記蛍光体層を真空封止する外囲器とを具備する電界放出型表示装 置であり、
前記青色発光蛍光体層は、請求項 1乃至 4のいずれか 1項記載の表示装置用青色 発光蛍光体を含むことを特徴とする電界放出型表示装置。
[6] 前記青色発光蛍光体層の厚さが:!〜 10 μ mであることを特徴とする請求項 5記載 の電界放射型発光表示装置。
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