JP2004043568A - 画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】蛍光膜が形成されたフェースプレートと、前記蛍光膜に電子線を照射する手段とを備えた電界放出型ディスプレイ装置であって、前記蛍光膜を一般式がZnS:M, Alで表せる、ただし、式中のMはCu、Ag及びAuの少なくとも1種からなる付活剤、Alは共付活剤であり、そしてM濃度よりもAl濃度の高い蛍光体によって帯電特性が改善して低抵抗化が図られ、さらに蛍光体表面の欠陥濃度が低減して、従来では解決されなかった寿命特性の改善を実現する電界放出型ディスプレイ装置ができる。
【選択図】図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光膜が形成されたフェースプレートと、前記蛍光膜に電子線を照射する手段とを備えた電界放出型ディスプレイ装置に係り、特にZnS系蛍光体を用いた電界放出型ディスプレイ装置(以下FEDと略称する)に好適な画像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
映像情報システムにおいては、高精細化、大画面化、薄型化、低消費電力化といった様々な要求に応じて各種ディスプレイ装置の研究開発が盛んに行われている。これまで、主としてブラウン管を用いたディスプレイ装置が幅広く用いられてきたが、薄型化には限界がある。
【0003】
このような要求に応える薄型化、低消費電力化を実現するディスプレイ装置としてFEDの研究開発が近年、盛んに行われている。FEDは、平面状の電界放出型電子源を真空外囲器の背面に設置し、前面のフェースプレートの内面に蛍光膜を設置した構造となっており、加速電圧約0.1〜10kV程度の低加速電子線を蛍光膜に照射して発光させ、画像を表示する。
【0004】
ここで、蛍光膜に照射する電子線の電流密度は一般のブラウン管の約10〜1000倍程度と高電流密度であるため、FED用蛍光膜においてはチャージアップを引き起こさない、低抵抗な特性が望まれる。さらに、高電流密度下における寿命特性が良好であり、高輝度な特性が必要とされる。
【0005】
これまで、蛍光膜の低抵抗化、長寿命化、高輝度化を実現するために様々な開発が行われてきた。ZnS蛍光体を用いたFED用蛍光膜の性能を向上する方法としては、例えば特開平12−96046号公報のように、硫化物系蛍光体と、イットリウムのアルミン酸塩系もしくは珪酸塩系蛍光体である酸化物系蛍光体との混合蛍光体からなり、経時的に発光輝度維持率が良好な方法がある。
【0006】
また、例えば特開平8−127769号公報のように硫化物系蛍光体層の上にZnO層を設ける、または蛍光体粒子の表面にZnOを被着させた構造を有することで硫黄の飛散を無くし高輝度を得る方法がある。
【0007】
また、例えば特開平11−241063号公報のようにZnS、または(ZnCd)S系蛍光体にZn粉末金属を添加することにより、蛍光体の酸化を防止して表面電荷を減少させて輝度を改善する方法がある。
【0008】
また、FEDの構造を工夫することによって高品位の画像表示を行う方法として、例えば特開平11−185673号公報のように蛍光膜層の発光面よりも突出して形成されたブラックマトリックスによって蛍光膜層で反射される電子ビームの散乱を抑制する方法がある。
【0009】
また、ZnS蛍光体の発光中心元素の添加濃度に関する方法として、例えばAsia Display / IDW’01 Proceedings、 FED1−2、 1157のように[Al]/[Cu]モル比が1.0付近においてAl及びCuの濃度を高くすることによって輝度劣化を改善する方法がある。
【0010】
また、例えば第289回蛍光体同学会講演予稿 (2001年) 31のように蛍光体表面における初期欠陥濃度が低いプロジェクションCRT用P55型ZnS:Ag, Al蛍光体([Al]/[Ag]モル比=1.06)を用いて輝度劣化を改善する方法がある。
【0011】
ただし、これら両者ともに[Al]/[Cu]モル比(前者)および[Al]/[Ag]モル比(後者)が1.0付近についての報告であり、それよりもモル比が高い濃度範囲については言及していない。
【0012】
これまで、FED用蛍光膜の低抵抗化、長寿命化、高輝度化を実現するために様々な方法が検討されてきた。しかしながら、これら従来の方法でその課題が全て解決されたわけではない。特に、蛍光体の表面抵抗を低下させ、長寿命化を達成する新しい方法が必要である。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、上記従来の蛍光膜の低抵抗化を実現することであり、さらに蛍光膜の寿命特性の改善を図ることにより、優れた特性を有する電界放出型ディスプレイ装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、蛍光膜が形成されたフェースプレートと、前記蛍光膜に電子線を照射する手段とを備えた電界放出型ディスプレイ装置であって、前記蛍光膜を表面帯電特性が正電荷である蛍光体で構成したことを特徴とする画像表示装置により達成される。
【0015】
上記蛍光膜の表面帯電特性が正電荷である蛍光体としては、特に、一般式がZnS:M, Alで表せる、ただし、式中のMはCu、Ag及びAuの少なくとも1種からなる付活剤であり、共付活剤Alの濃度を、付活剤Mの濃度より高くした蛍光体で構成したことを特徴とする画像表示装置により達成される。
【0016】
即ち、本発明の電界放出型ディスプレイ装置を構成する画像表示装置に使用する蛍光膜の特徴は、第一にZnS系蛍光体にドナーとして添加するAlのモル濃度[Al]を、アクセプタとして添加するMのモル濃度[M]よりも高くすることにより、蛍光体の帯電特性が正電荷となり、電子線照射時における電子の蛍光体中への侵入がより容易になり、チャージアップが抑制されて蛍光体の低抵抗化が実現される。
【0017】
さらに、第二の特徴として、Alのモル濃度[Al]をMのモル濃度[M]よりも高くすることによってアクセプタに関連する表面欠陥を低減し、寿命特性の優れた蛍光体が実現される。
【0018】
青色発光蛍光体を用いる場合には、前記蛍光膜を一般式がZnS:Ag, Alで表せ、AlとAgのモル濃度の比率x=[Al]/[Ag]が1.2≦xである蛍光体で構成することにより、蛍光膜の性能が向上する。
【0019】
また、前記蛍光膜を真空紫外光168nmで励起し、昇温速度0.1K/secで測定した熱発光曲線の320Kの欠陥ピークが小さく、AlとAgのモル濃度の比率x=[Al]/[Ag]が2.0≦xである蛍光体で構成することにより、蛍光膜の性能が向上する。
【0020】
また、前記蛍光膜をAg原子による体積増加がAl原子により体積補償され、原子体積の過不足が0より小さく、AlとAgのモル濃度の比率x=[Al]/[Ag]が4.5≦xである蛍光体で構成することにより、蛍光膜の性能が向上する。
【0021】
さらに、上記蛍光膜にIn2O3、MgO及びSnO2等の透光性導電物質を混入することにより、さらに低抵抗化を図ることができ蛍光膜の性能が向上する。また、蛍光膜の表面に透光性導電物質からなる被膜を形成してもよいし、さらには蛍光体粒子の表面を透光性導電物質で被覆してもよい。
【0022】
【発明の実施の形態】
ここでは本発明の電界放出型ディスプレイ装置を構成する画像表示装置に使用する蛍光体の製造方法、蛍光膜の帯電特性及び表面欠陥濃度、寿命特性について詳述するが、以下に示す実施形態は、本発明を具体化する一例を示すものであり、本発明を拘束するものではない。
【0023】
(実施形態1)
本発明に使用するZnS:Ag, Al蛍光体は以下に述べる方法で製造できる。原料母体としてZnS(硫化亜鉛生粉)を用いる。付活剤として用いるAgはAgNO3を純水に溶解して10−4mol/ml溶液として所定量を加えた。共付活として用いるAlはAl(NO3)3・9H2Oを純水に溶解して10−4mol/ml溶液として所定量を加えた。
【0024】
ZnS:Ag, Al蛍光体(Ag=500重量ppm及びAl=250重量ppm、[Al]/[Ag]モル比x=2.0)の時のそれぞれの原料の配分量は下記の通りである。
【0025】
硫化亜鉛生粉 ZnS 9.746g
銀溶液 Ag 0.451ml
アルミ溶液 Al 0.903ml
上記原料をよく混合して乾燥する。
【0026】
次に、得られた蛍光体原料混合物を石英ボートに詰めて管状合成炉の石英管中にセットして焼成を行う。焼成はArガスによって全体を置換した後に、H2Sガス100ml/minを石英管中に流して硫化水素雰囲気で行った。焼成温度は950℃ とし、焼成時間は2時間とした。焼成物を軽くほぐした後、フルイにかけて本発明に用いる蛍光体を得た。
【0027】
Al濃度及びAg濃度を変化させて[Al]/[Ag]モル比xを様々に変化させたZnS:Ag, Al蛍光体は、xが所定量となるように変化させて上記のようにして合成を行って製造した。
【0028】
このようにして得られた蛍光体について、帯電特性の測定を行った。帯電特性の測定では、キャリアーとしてフェライト粉末を用いた。フェライト粉末9.7gに蛍光体0.3gを加えてボールミルで30分間混合した。その後、混合粉末約0.2gを取出し、帯電測定装置にて蛍光体帯電量の測定を行った。
【0029】
図1に蛍光体帯電量の[Al]/[Ag]モル比変化を示す。ZnS原料の帯電量は−1.2μC/gであり、Alを添加せずに合成したZnS:Agの帯電量は−0.8μC/gであった。ZnS:Ag, Al蛍光体の帯電量は[Al]/[Ag]モル比xの増加とともに増加する傾向があり、x=1.2付近で帯電が負電荷から正電荷へと変化する。
【0030】
等モル濃度(x=1.0)で帯電量が0とならないのは、表面欠陥による電荷などが影響しているものと考えられる。さらに、[Al]/[Ag]モル比の増加に伴って帯電が正電荷になってからも帯電量は増加する傾向がある。Agを添加せずに合成したZnS:Alの帯電量は+1.2μC/gであった。従って、蛍光体の帯電特性が正電荷であり、電子の侵入がより容易になり、チャージアップが抑制されて蛍光膜全体の低抵抗化が実現されるのは[Al]/[Ag]モル比xが1.2≦xの濃度範囲である。
【0031】
次に、ZnS:Ag, Al蛍光体の熱発光曲線の測定を行った。測定するサンプルはNiメッキした銅基板に沈降塗布法により水ガラスを加えて塗布した。蛍光体を塗布したサンプル基板をチャンバー内にセットして10−4Pa程度の真空とする。液体窒素により80K程度に保持しながら重水素ランプの真空紫外光168nmを照射して蛍光体を45分間励起した。
【0032】
その後、試料温度を昇温速度0.1K/secで一定に保ちながら生じる発光をモニターして熱発光曲線の測定を行った。図2に[Al]/[Ag]モル比x=1.0、 1.5、 2.0、 5.0の熱発光曲線を示す。x=1.0において、320K付近に熱発光ピークを観測した。この熱発光ピークは[Al]/[Ag]モル比の増加とともに減少し、2.0≦xにおいてほぼ一定の熱発光強度となった。このことは、[Al]/[Ag]モル比の増加に伴って表面欠陥濃度が減少することを示している。
【0033】
表1にZn、 Ag、 Al各原子のイオン半径、体積比及びZnに対する原子体積の過不足を示す。Agのイオン半径はZnのイオン半径0.074nmよりも大きく、0.116nmであり、体積比ではZnの3.85倍である。従って、AgがZnを1個置換するとZnの2.85倍の体積超過となる。一方、Alのイオン半径は0.053nmと小さく体積比ではZnの0.37倍である。従って、AlがZnを1個置換するとZnの0.63倍の体積不足となる。
【0034】
次に、Agの体積超過をAlによって補償する場合を考える。それには、[Al]/[Ag]モル比xをx=4.5とする必要がある。図2に原子体積の過不足(V)を併せて示した。Al濃度の比率が増加して体積過不足がV=0に近づくにつれて表面欠陥が減少していることが分かる。従って、蛍光体の表面欠陥が低減し、結晶性が良好であるのは[Al]/[Ag]モル比xが2.0≦xの濃度範囲であり、特に原子体積が補償される4.5≦xの範囲で良好である。
【0035】
次に、このようにして得られた蛍光体について熱発光曲線測定の場合と同様にサンプル基板を作製して、デマウンタブル型高密度電子線照射装置を用いて加速電圧7kV、照射電流469μA/cm2、試料温度200℃ の条件で30分間電子線照射による輝度維持率特性評価を行った。図3に初期の発光エネルギー効率を100%として表した時の30分後の輝度維持率の原子体積の過不足変化を示す。輝度維持率は原子体積の過不足(V)がV≦2.0の範囲で良好であり、特にV=0付近で輝度維持率は良好である。
【0036】
(実施形態2)
本発明に使用するZnS:Cu, Al蛍光体は以下に述べる方法で製造できる。原料母体としてZnS(硫化亜鉛生粉)を用いる。付活剤として用いるCuはCuSO4・5H2Oを純水に溶解して10−4mol/ml溶液として所定量を加えた。
【0037】
共付活として用いるAlは実施形態1と同様にして所定量を加えた。ZnS:Cu, Al蛍光体(Cu=100重量ppm及びAl=170重量ppm、[Al]/[Cu]=4.0)の時のそれぞれの原料の配分量は下記の通りである。
【0038】
硫化亜鉛生粉 ZnS 9.746g
銅溶液 Cu 0.153ml
アルミ溶液 Al 0.614ml
上記原料を用いて実施形態1と同様にして焼成、後処理を行って本発明に用いる蛍光体を得た。この蛍光体の電子線照射による輝度維持率特性は実施形態1と同様に良好であった。また、帯電特性についても、実施形態1の図1と同様の傾向を示した。
【0039】
(実施形態3)
本発明に使用するZnS:Au, Al蛍光体は以下に述べる方法で製造できる。原料母体としてZnS(硫化亜鉛生粉)を用いる。付活剤として用いるAuは原子吸光分析用金標準溶液(1.00mg/ml)の所定量を加えた。
【0040】
共付活として用いるAlは実施形態1と同様にして所定量を加えた。ZnS:Au, Al蛍光体(Au=1000重量ppm及びAl=274重量ppm、[Al]/[Au]=2.0)の時のそれぞれの原料の配分量は下記の通りである。
【0041】
硫化亜鉛生粉 ZnS 9.746g
金溶液 Au 9.746ml
アルミ溶液 Al 0.990ml
上記原料を用いて実施形態1と同様にして焼成、後処理を行って本発明に用いる蛍光体を得た。この蛍光体の電子線照射による輝度維持率特性は実施形態1と同様に良好であった。また、帯電特性についても、実施形態1の図1と同様の傾向を示した。
【0042】
(実施形態4)
本発明に使用するZnS:Cu, Ag, Al蛍光体は以下に述べる方法で製造できる。原料母体としてZnS(硫化亜鉛生粉)を用いる。付活剤として用いるCu及びAgは実施形態1及び2と同様にして所定量を加えた。
【0043】
共付活として用いるAlは実施形態1と同様にして所定量を加えた。ZnS:Cu, Ag, Al蛍光体(Cu=100重量ppm、 Ag=50重量ppm及びAl=200重量ppm、[Al]/([Cu]+[Ag])=4.0)の時のそれぞれの原料の配分量は下記の通りである。
【0044】
硫化亜鉛生粉 ZnS 9.746g
銅溶液 Cu 0.153ml
銀溶液 Ag 0.045ml
アルミ溶液 Al 0.722ml
上記原料を用いて実施形態1と同様にして焼成、後処理を行って本発明に用いる蛍光体を得た。この蛍光体の電子線照射による輝度維持率特性は実施形態1と同様に良好であった。また、帯電特性についても、実施形態1の図1と同様の傾向を示した。
【0045】
(実施形態5)
本発明に使用するZnS:Cu, Au, Al蛍光体は以下に述べる方法で製造できる。原料母体としてZnS(硫化亜鉛生粉)を用いる。付活剤として用いるCu及びAuは実施形態2及び3と同様にして所定量を加えた。
【0046】
共付活として用いるAlは実施形態1と同様にして所定量を加えた。ZnS:Cu, Au, Al蛍光体(Cu=100重量ppm、 Au=50重量ppm及びAl=220重量ppm、[Al]/([Cu]+[Au])=4.0)の時のそれぞれの原料の配分量は下記の通りである。
【0047】
硫化亜鉛生粉 ZnS 9.746g
銅溶液 Cu 0.153ml
金溶液 Au 0.487ml
アルミ溶液 Al 0.794ml
上記原料を用いて実施形態1と同様にして焼成、後処理を行って本発明に用いる蛍光体を得た。この蛍光体の電子線照射による輝度維持率特性は実施形態1と同様に良好であった。また、帯電特性についても、実施形態1の図1と同様の傾向を示した。
【0048】
(実施形態6)
本発明に使用するZnS:Cu, Ag, Au, Al蛍光体は以下に述べる方法で製造できる。原料母体としてZnS(硫化亜鉛生粉)を用いる。付活剤として用いるCu、 Ag及びAuは実施形態1、2及び3と同様にして所定量を加えた。
【0049】
共付活として用いるAlは実施形態1と同様にして所定量を加えた。ZnS:Cu, Ag, Au, Al蛍光体(Cu=100重量ppm、 Ag=50重量ppm、 Au=50重量ppm及びAl=247重量ppm、[Al]/([Cu]+[Ag]+[Au])=4.0)の時のそれぞれの原料の配分量は下記の通りである。
【0050】
硫化亜鉛生粉 ZnS 9.746g
銅溶液 Cu 0.153ml
銀溶液 Ag 0.045ml
金溶液 Au 0.487ml
アルミ溶液 Al 0.892ml
上記原料を用いて実施形態1と同様にして焼成、後処理を行って本発明に用いる蛍光体を得た。この蛍光体の電子線照射による輝度維持率特性は実施形態1と同様に良好であった。また、帯電特性についても、実施形態1の図1と同様の傾向を示した。
【0051】
(実施形態7)
本発明に使用するZnS:Ag, Al蛍光体は以下に述べる方法で製造できる。原料母体としてZnS(硫化亜鉛生粉)を用いる。付活剤及び共付活として用いるAl及びAgは実施形態1と同様にして所定量を加えた。ZnS:Ag, Al蛍光体(Ag=500重量ppm及びAl=375重量ppm、[Al]/[Ag]=3.0)の時のそれぞれの原料の配分量は下記の通りである。
【0052】
硫化亜鉛生粉 ZnS 9.746g
銀溶液 Ag 0.451ml
アルミ溶液 Al 1.355 ml
上記原料を用いて実施形態1と同様にして焼成、後処理を行った。そして、得られた蛍光体の表面に4重量%のIn2O3を透明導電性物質として被覆して本発明に用いる蛍光体を得た。この蛍光体の電子線照射による輝度維持率特性は実施形態1と同様に良好であった。なお、透光性導電物質として、ここではIn2O3を代表例として示したがその他MgO、SnO2でも同様に蛍光膜の低抵抗化が認められた。
【0053】
【実施例】
以下に具体的な実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、本発明の目的が達成される範囲の各要素の置換や設計変更がなされたものも包含することは言うまでもない。
【0054】
<実施例1>MIM電子源ディスプレイ装置その1
本発明のMIM型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図4に示す。なお、MIMはMetal−Insulator−Metalの略称。MIM型電子源ディスプレイ装置1は、フェースプレート2、MIM電子源3、リアプレイト4で構成されており、MIM型電子源3は下部電極(Al)5、絶縁層(Al2O3)6、上部電極(Ir−Pt−Au)7で形成されている。
【0055】
特に、フェースプレート2の内側には青色蛍光体として先に実施形態1で得た[Al]/[Ag]モル比x=2.0のZnS:Ag, Al蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。また、画像表示装置の精細度を上げるために1画素間に黒色導電材16を設けた。
【0056】
黒色導電材16の作製では、フェースプレート2の全面にホトレジスト膜を塗布し、マスクを介して露光して現像し、部分的にホトレジスト膜を残す。その後、全面に黒鉛膜を形成してから過酸化水素などを作用させてホトレジスト膜とその上の黒鉛を取り除いて黒色導電材を形成した。
【0057】
蛍光膜8の塗布にはスラリー法を用いた。ポリビニルアルコールと重クロム酸塩との混合水溶液に蛍光体を分散させてスラリー懸濁液を調合する。フェースプレートに懸濁液を塗布して乾燥後、マスクを介して露光して蛍光体を固着させる。温純水でスプレイ現像して未露光部分の膜を洗い流して蛍光体のパターンを形成した。
【0058】
メタルバックは、蛍光膜8の内面にフィルミング加工してからAlを真空蒸着して作成する。その後、熱処理してフィルミング剤を飛ばして作製した。このようにして蛍光膜8が完成する。
【0059】
本発明の画像表示装置においては、表面帯電特性が正電荷であり、表面欠陥の少ない青色ZnS:Ag, Al蛍光体を使用することにより、輝度寿命が従来に比べて5%向上した。
【0060】
<実施例2>MIM電子源ディスプレイ装置その2
本発明のMIM型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図4に示す。特に、フェースプレート2の内側には青色蛍光体として先に実施形態1で得た[Al]/[Ag]モル比x=1.2のZnS:Ag, Al蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。
【0061】
また、黒色導電材16、蛍光膜8の形成方法及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例1と同様に良好であった。
【0062】
<実施例3>MIM電子源ディスプレイ装置その3
本発明のMIM型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図4に示す。特に、フェースプレート2の内側には青色蛍光体として先に実施形態1で得た[Al]/[Ag]モル比x=4.5のZnS:Ag, Al蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。
【0063】
また、黒色導電材16、蛍光膜8の形成方法及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例1と同様に良好であった。
【0064】
<実施例4>MIM電子源ディスプレイ装置その4
本発明のMIM型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図4に示す。特に、フェースプレート2の内側には緑色蛍光体として先に実施形態2で得た[Al]/[Cu]モル比x=4.0のZnS:Cu, Al蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。
【0065】
また、黒色導電材16、蛍光膜8の形成方法及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例1と同様に良好であった。
【0066】
<実施例5>MIM電子源ディスプレイ装置その5
本発明のMIM型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図4に示す。特に、フェースプレート2の内側には緑色蛍光体として先に実施形態3で得た[Al]/[Au]モル比x=2.0のZnS:Au, Al蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。
【0067】
また、黒色導電材16、蛍光膜8の形成方法及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例1と同様に良好であった。
【0068】
<実施例6>MIM電子源ディスプレイ装置その6
本発明のMIM型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図4に示す。特に、フェースプレート2の内側には緑色蛍光体として先に実施形態4と類似の方法で得た[Al]/([Cu]+[Ag])モル比x=5.0のZnS:Cu, Ag, Al蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。黒色導電材16、蛍光膜8の形成方法及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例1と同様に良好であった。
【0069】
<実施例7>MIM電子源ディスプレイ装置その7
本発明のMIM型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図4に示す。特に、フェースプレート2の内側には緑色蛍光体として先に実施形態5と類似の方法で得た[Al]/([Cu]+[Au])モル比x=5.0のZnS:Cu, Au, Al蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。黒色導電材16、蛍光膜8の形成方法及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例1と同様に良好であった。
【0070】
<実施例8>MIM電子源ディスプレイ装置その8
本発明のMIM型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図4に示す。特に、フェースプレート2の内側には緑色蛍光体として先に実施形態6と類似の方法で得た[Al]/([Cu]+[Ag]+[Au])モル比x=5.0のZnS:Cu, Ag, Au, Al 蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。黒色導電材16、蛍光膜8の形成方法及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例1と同様に良好であった。
【0071】
<実施例9>MIM電子源ディスプレイ装置その9
本発明のMIM型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図4に示す。特に、フェースプレート2の内側には青色蛍光体として先に実施形態1で得た[Al]/[Ag]モル比x=2.0のZnS:Ag, Al蛍光体、緑色蛍光体として実施形態2で得た[Al]/[Cu]モル比x=4.0のZnS:Cu, Al蛍光体及び赤色蛍光体としてY2O2S:Eu蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。
【0072】
蛍光膜8の塗布にはスラリー法を用いた。ポリビニルアルコールと重クロム酸塩との混合水溶液に蛍光体を分散させてスラリー懸濁液を調合する。フェースプレートにスラリー懸濁液を塗布して乾燥後、マスクを介して露光して蛍光体を固着させる。温純水でスプレイ現像して未露光部分の膜を洗い流して蛍光体のパターンを形成した。各色ごとに同様に蛍光膜のパターン形成を行った。黒色導電材16及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例1と同様に良好であった。
【0073】
<実施例10>MIM電子源ディスプレイ装置その10
本発明のMIM型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図4に示す。特に、フェースプレート2の内側には青色蛍光体として先に実施形態1で得た[Al]/[Ag]モル比x=3.5のZnS:Ag, Alの表面に4重量%のIn2O3を被覆した蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。黒色導電材16、蛍光膜8の形成方法及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例1と同様に良好であった。
【0074】
<実施例11>Spindt電子源ディスプレイ装置その1
本発明のSpindt型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図5に示す。Spindt型電子源ディスプレイ装置9は、フェースプレート2、Spindt電子源10、リアプレイト4で構成されている。
【0075】
Spindt型電子源10は、陰極11、抵抗膜12、絶縁膜13、ゲート14、円錐型金属(Moなど)15で形成されている。特に、フェースプレート2の内側には青色蛍光体として先に実施形態1で得た[Al]/[Ag]モル比x=2.0のZnS:Ag,Al蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。黒色導電材16、蛍光膜8の形成方法及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明により輝度寿命は従来に比べて5%向上した。
【0076】
<実施例12>Spindt電子源ディスプレイ装置その2
本発明のSpindt型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図5に示す。特に、フェースプレート2の内側には青色蛍光体として先に実施形態1で得た[Al]/[Ag]モル比x=4.5のZnS:Ag, Al蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。黒色導電材16、蛍光膜8の形成方法及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例11と同様に良好であった。
【0077】
<実施例13>Spindt電子源ディスプレイ装置その3
本発明のSpindt型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図5に示す。特に、フェースプレート2の内側には緑色蛍光体として先に実施形態2と類似の方法で得た[Al]/[Cu]モル比x=3.0のZnS:Cu, Al蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。黒色導電材16、蛍光膜8の形成方法及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例11と同様に良好であった。
【0078】
<実施例14>Spindt電子源ディスプレイ装置その4
本発明のSpindt型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図5に示す。特に、フェースプレート2の内側には緑色蛍光体として先に実施形態2と類似の方法で得た[Al]/[Cu]モル比x=5.0のZnS:Cu, Al蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。黒色導電材16、蛍光膜8の形成方法及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例11と同様に良好であった。
【0079】
<実施例15>Spindt電子源ディスプレイ装置その5
本発明のSpindt型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図5に示す。特に、フェースプレート2の内側には緑色蛍光体として先に実施形態3で得た[Al]/[Au]モル比x=2.0のZnS:Au, Al蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。黒色導電材16、蛍光膜8の形成方法及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例11と同様に良好であった。
【0080】
<実施例16>Spindt電子源ディスプレイ装置その6
本発明のSpindt型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図5に示す。特に、フェースプレート2の内側には緑色蛍光体として先に実施形態4と類似の方法で得た[Al]/([Cu]+[Ag])モル比x=5.0のZnS:Cu, Ag, Al蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。黒色導電材16、蛍光膜8の形成方法及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例11と同様に良好であった。
【0081】
<実施例17>Spindt電子源ディスプレイ装置その7
本発明のSpindt型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図5に示す。特に、フェースプレート2の内側には緑色蛍光体として先に実施形態5と類似の方法で得た[Al]/([Cu]+[Au])モル比x=5.0のZnS:Cu, Au, Al蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。黒色導電材16、蛍光膜8の形成方法及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例11と同様に良好であった。
【0082】
<実施例18>Spindt電子源ディスプレイ装置その8
本発明のSpindt型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図5に示す。特に、フェースプレート2の内側には緑色蛍光体として先に実施形態6と類似の方法で得た[Al]/([Cu]+[Ag]+[Au])モル比x=5.0のZnS:Cu, Ag, Au, Al蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。黒色導電材16、蛍光膜8の形成方法及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例11と同様に良好であった。
【0083】
<実施例19>Spindt電子源ディスプレイ装置その9
本発明のSpindt型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図5に示す。特に、フェースプレート2の内側には青色蛍光体として先に実施形態1で得た[Al]/[Ag]モル比x=2.0のZnS:Ag, Al蛍光体、緑色蛍光体として実施形態2で得た[Al]/[Cu]モル比x=4.0のZnS:Cu, Al蛍光体及び赤色蛍光体としてY2O2S:Eu蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。
【0084】
蛍光膜8の塗布にはスラリー法を用いた。ポリビニルアルコールと重クロム酸塩との混合水溶液に蛍光体を分散させてスラリー懸濁液を調合する。フェースプレートにスラリー懸濁液を塗布して乾燥後、マスクを介して露光して蛍光体を固着させる。温純水でスプレイ現像して未露光部分の膜を洗い流して蛍光体のパターンを形成した。各色ごとに同様に蛍光膜のパターン形成を行った。
【0085】
黒色導電材16及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例11と同様に良好であった。
【0086】
<実施例20>Spindt電子源ディスプレイ装置その10
本発明のSpindt型電子源ディスプレイ装置の要部断面を図5に示す。特に、フェースプレート2の内側には緑色蛍光体として先に実施形態2と類似の方法で得た[Al]/[Cu]モル比x=3.5のZnS:Cu, Alの表面に4重量%のIn2O3を被覆した蛍光体を塗布した蛍光膜8がある。黒色導電材16、蛍光膜8の形成方法及びメタルバックの形成方法は実施例1と同様である。本発明による輝度寿命は実施例11と同様に良好であった。
【0087】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の所期の目的を達成することができた。すなわち、本発明の電界放出型ディスプレイ装置においては、蛍光体の共付活剤であるAl濃度が付活剤Mの濃度よりも高く帯電特性が正電荷を帯びているため蛍光膜全体の低抵抗化が図られている。さらに、蛍光体表面の欠陥濃度が低減し、長寿命化が図られている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蛍光体の帯電特性を示すグラフ。
【図2】本発明の蛍光体の熱発光曲線を示すグラフ。
【図3】本発明の蛍光膜の輝度維持率を示すグラフ。
【図4】本発明のMIM型電子源ディスプレイ装置の要部断面構造を示す模式図。
【図5】本発明のSpindt型電子源ディスプレイ装置の要部断面構造を示す模式図。
【符号の説明】
1…MIM型電子源ディスプレイ装置、
2…フェースプレート、
3…MIM型電子源、
4…リアプレイト、
5…下部電極、
6…絶縁層、
7…上部電極、
8…蛍光膜、
9…FED型電子源ディスプレイ装置、
10…FED型電子源、
11…陰極、
12…抵抗膜、
13…絶縁膜、
14…ゲート、
15…円錐型金属、
16…黒色導電剤。
Claims (9)
- 蛍光膜が形成されたフェースプレートと、前記蛍光膜に電子線を照射する手段とを備えた電界放出型ディスプレイ装置であって、前記蛍光膜を、一般式がZnS:M,Alで表せる、ただし、MはCu、Ag及びAuの少なくとも一種からなる付活剤、Alは共付活剤であり、Al濃度をM濃度より高くして表面帯電特性を正電荷とした蛍光体で構成したことを特徴とする画像表示装置。
- 蛍光膜が形成されたフェースプレートと、前記蛍光膜に電子線を照射する手段とを備えた電界放出型ディスプレイ装置であって、前記蛍光膜をZnS:Ag,Al蛍光体の共付活剤Alの濃度を付活剤Ag濃度よりも高くして表面帯電特性を正電荷とした蛍光体で構成したことを特徴とする画像表示装置。
- 上記ZnS:Ag,Al蛍光体のAlとAgのモル濃度の比率x=[Al]/[Ag]が1.2≦xである蛍光体で構成したことを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。
- 蛍光膜が形成されたフェースプレートと、前記蛍光膜に電子線を照射する手段とを備えた電界放出型ディスプレイ装置であって、前記蛍光膜を真空紫外光168nmで励起し、昇温速度0.1K/secで測定した熱発光曲線の320Kの欠陥ピークが小さく、一般式がZnS:Ag,Alで表せ、かつAlとAgのモル濃度の比率x=[Al]/[Ag]が2.0≦xである蛍光体で構成したことを特徴とする画像表示装置。
- 蛍光膜が形成されたフェースプレートと、前記蛍光膜に電子線を照射する手段とを備えた電界放出型ディスプレイ装置であって、前記蛍光膜をAg原子による体積増加がAl原子により体積補償され、原子体積の過不足が0より小さく、一般式がZnS:Ag,Alで表せ、かつAlとAgのモル濃度の比率x=[Al]/[Ag]が4.5≦xである蛍光体で構成したことを特徴とする画像表示装置。
- 上記蛍光膜表面に透光性導電物質を含む透光性導電膜を形成したことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の画像表示装置。
- 上記蛍光膜に透光性導電物質が混入されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の画像表示装置。
- 上記蛍光膜を構成する蛍光体粒子の表面が透光性導電物質を含む透光性導電膜で被覆されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の画像表示装置。
- 上記透光性導電物質は、In2O3、MgO及びSnO2のいずれか一種を主成分とする金属酸化物であること特徴とする請求項6乃至8のいずれか一つに記載の画像表示装置。
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