JP2008179748A - Red light emitting device and field emission display device - Google Patents
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Abstract
【課題】加速電圧が15kV以下で照射時間が0.1〜20μsの電子線により励起されて発光する輝度の高い赤色発光素子を提供する。
【解決手段】本発明の赤色発光素子は、3価のEuで付活されたイットリウム酸硫化物蛍光体を主体とし、加速電圧が15kV以下で照射時間が0.1〜20μsの電子線により励起されて赤色に発光する発光素子であり、蛍光体表面に存在する蛍光体母体および付活剤を構成する元素以外の元素の含有割合が、1重量%未満であることを特徴とする。
【選択図】図1Provided is a red light-emitting element having high luminance that emits light when excited by an electron beam having an acceleration voltage of 15 kV or less and an irradiation time of 0.1 to 20 μs.
A red light emitting device of the present invention is mainly composed of a yttrium oxysulfide phosphor activated with trivalent Eu, and is excited by an electron beam having an acceleration voltage of 15 kV or less and an irradiation time of 0.1 to 20 μs. The light-emitting element emits red light, and is characterized in that the content ratio of elements other than the elements constituting the phosphor matrix and the activator existing on the phosphor surface is less than 1% by weight.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、赤色発光素子とそれを用いた電界放出型表示装置に関する。 The present invention relates to a red light emitting element and a field emission display device using the red light emitting element.
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。 With the advent of the multimedia era, display devices, which are core devices of digital networks, are required to have large screens, high definition, and compatibility with various sources such as computers.
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(フィールドエ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。 Among display devices, field emission display devices (field emission display; FED) using electron emission elements such as field emission cold cathode elements are large screens capable of displaying various information in a precise and high definition. As a thin and thin digital device, research and development have been actively conducted in recent years.
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に比べて低いうえに、電子線による単位時間当りの電流密度も低い。したがって、十分な輝度を得るためには、CRTに比べて非常に長い励起時間を必要としており、実際に電子線の照射時間が数μsと長くなっている。(例えば、特許文献1参照) The FED has the same basic display principle as a cathode ray tube (CRT) and excites a phosphor with an electron beam to emit light. However, the acceleration voltage (excitation voltage) of the electron beam is lower than that of a CRT. In addition, the current density per unit time by the electron beam is also low. Therefore, in order to obtain sufficient luminance, a very long excitation time is required as compared with the CRT, and the electron beam irradiation time is actually as long as several μs. (For example, see Patent Document 1)
そのため、トータルとして蛍光体に照射される単位面積当たりのエネルギーの密度が高くなり、その結果、CRTに比べて蛍光体層の温度が上昇している。 For this reason, the density of energy per unit area irradiated to the phosphor as a whole is increased, and as a result, the temperature of the phosphor layer is increased as compared with the CRT.
一般に、周囲の温度により蛍光体の発光強度(発光効率)が変化することが知られている。特に、FEDでの使用が検討されているイットリウム酸硫化物を母体結晶とする赤色蛍光体、例えばユーロピウム付活酸硫化イットリウム(Y2O2S:Eu+3)は、温度上昇に伴う発光効率の低下、いわゆる温度消光が大きい。そのため、蛍光面の温度上昇がCRTに比べて大きくなるFEDでは、赤色の発光輝度が不足する傾向にあった。 In general, it is known that the light emission intensity (light emission efficiency) of a phosphor changes depending on the ambient temperature. In particular, red phosphors whose base crystal is yttrium oxysulfide, which is being studied for use in FEDs, such as europium-activated yttrium oxysulfide (Y 2 O 2 S: Eu +3 ), have a luminous efficiency that increases with increasing temperature. The decrease, so-called temperature quenching is large. Therefore, in the FED in which the temperature rise of the phosphor screen is larger than that of the CRT, the red emission luminance tends to be insufficient.
また、FED用の蛍光体では、蛍光面の形成プロセスを考慮して蛍光体粒子に表面処理が施されている。輝度劣化を防止するため、青色蛍光体(例えばZnS:Ag,Al)および緑色蛍光体(例えばZnS:Cu,Al)には、リン酸塩による表面処理がなされており、赤色蛍光体であるイットリウム酸硫化物では輝度寿命の課題がないため、シリカ系の表面処理剤が使用されている。そのため、高エネルギー密度の電子線による励起下では、表面処理剤によるチャージアップや温度上昇が発生し、より温度消光が発生しやすいという問題があった。
本発明は前記した問題を解決するためになされたもので、表面処理に起因するチャージアップ(発光に関与しない電子線によって蛍光体表面が負に帯電し、電子線の進入を阻害すること)や温度上昇を低減し、発光効率の高い発光素子を提供することを目的としている。また、そのような発光素子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た電界放出型表示装置(FED)を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. Charge-up caused by surface treatment (the phosphor surface is negatively charged by an electron beam not involved in light emission to inhibit the entry of the electron beam) or An object of the present invention is to provide a light-emitting element with reduced temperature rise and high luminous efficiency. Another object of the present invention is to provide a field emission display device (FED) having high luminance and excellent display characteristics such as color reproducibility by using such a light emitting element.
本発明の赤色発光素子は、3価のユーロピウムで付活されたイットリウム酸硫化物蛍光体を主体とし、加速電圧が15kV以下で照射時間が0.1〜20μsの電子線により励起されて赤色に発光する発光素子であり、前記蛍光体表面に存在する前記蛍光体の母体および付活剤を構成する元素以外の元素の含有割合が、1重量%未満であることを特徴としている。 The red light-emitting device of the present invention is mainly composed of yttrium oxysulfide phosphor activated with trivalent europium, and is excited by an electron beam with an acceleration voltage of 15 kV or less and an irradiation time of 0.1 to 20 μs to become red. It is a light emitting element which emits light, and is characterized in that the content ratio of elements other than the elements constituting the phosphor matrix and the activator existing on the phosphor surface is less than 1% by weight.
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をそれぞれ含む蛍光体層と、前記蛍光体層に加速電圧が15kV以下で照射時間が0.1〜20μs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、前記赤色発光蛍光体層は、前記した本発明の赤色発光素子を含むことを特徴としている。 The field emission display device of the present invention includes a phosphor layer including a blue-emitting phosphor layer, a green-emitting phosphor layer, and a red-emitting phosphor layer, and an acceleration voltage of 15 kV or less and an irradiation time of 0 on the phosphor layer. A field emission display device comprising: an electron source that emits light by irradiating with an electron beam of 1 to 20 μs; and an envelope that vacuum seals the electron source and the phosphor layer, and the red light emitting phosphor The layer includes the above-described red light emitting device of the present invention.
本発明は、ユーロピウム付活イットリウム酸硫化物蛍光体を主体とする赤色発光素子であり、シリカ系などの処理剤による蛍光体表面の処理がなされておらず、実質的に表面処理に起因する元素が蛍光体表面に存在していない。すなわち、蛍光体表面に存在する母体構成元素であるイットリウム(Y)、酸素(O)、イオウ(S)および付活剤元素(Eu)以外の元素の含有割合が、蛍光体全体に対して1重量%未満となっている。そのため、発光素子の温度上昇がより低減され、温度上昇に伴う発光効率の低下(温度消光)が抑制される。したがって、加速電圧が15kV以下で照射時間が0.1〜20μsの電子線により励起された場合の発光効率が、従来の赤色発光素子に比べて向上し、高輝度で色純度が良く長寿命の赤色発光を実現することができる。そして、この赤色発光素子を電界放出型表示装置の発光層として用いることで、発光輝度が高く良好な表示を実現することができる。 The present invention is a red light-emitting element mainly composed of europium-activated yttrium oxysulfide phosphor, the phosphor surface is not treated with a treatment agent such as silica, and the element is substantially derived from the surface treatment. Is not present on the phosphor surface. That is, the content ratio of elements other than yttrium (Y), oxygen (O), sulfur (S), and activator element (Eu), which are host constituent elements existing on the phosphor surface, is 1 with respect to the entire phosphor. It is less than wt%. Therefore, the temperature rise of the light emitting element is further reduced, and the decrease in light emission efficiency (temperature quenching) accompanying the temperature rise is suppressed. Therefore, the light emission efficiency when excited by an electron beam with an acceleration voltage of 15 kV or less and an irradiation time of 0.1 to 20 μs is improved as compared with the conventional red light emitting device, and has high luminance, color purity, and long life. Red light emission can be realized. By using this red light emitting element as the light emitting layer of the field emission display device, it is possible to realize a good display with high light emission luminance.
以下、本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
本発明の第1の実施形態は、化学式:Y2O2S:Euで実質的に表される組成を有するユーロピウム(Eu)付活イットリウム酸硫化物蛍光体を主体として構成される赤色発光素子である。この発光素子は、加速電圧が5〜15kVより好ましくは7〜13kVで照射時間が0.1〜20μsのパルス状電子線により励起され、赤色発光を生じる。 The first embodiment of the present invention is a red light emitting device mainly composed of europium (Eu) activated yttrium oxysulfide phosphor having a composition substantially represented by the chemical formula: Y 2 O 2 S: Eu It is. This light emitting element is excited by a pulsed electron beam having an acceleration voltage of 5 to 15 kV, more preferably 7 to 13 kV and an irradiation time of 0.1 to 20 μs, and emits red light.
Eu付活イットリウム酸硫化物蛍光体において、Euは発光中心をなす付活剤であり、高い遷移確率を有しているので高い発光効率が得られる。付活剤である3価のEuは、蛍光体の母体を構成するイットリウム(Y)に対して、4〜7重量%の範囲で含有されることが好ましい。より好ましいEuの含有割合は、Yに対して6〜7重量%である。Euの含有割合がこの範囲を外れた場合には、発光輝度や発光色度が低下するため好ましくない。このように付活剤であるEuの含有割合を高くすることにより、高エネルギー密度領域のパルス状電子線励起においても、投入エネルギーに対する光電変換のロスを少なくすることができる。 In the Eu-activated yttrium oxysulfide phosphor, Eu is an activator that forms a luminescent center and has a high transition probability, so that high luminous efficiency can be obtained. The trivalent Eu, which is an activator, is preferably contained in a range of 4 to 7% by weight with respect to yttrium (Y) constituting the base of the phosphor. A more preferable Eu content is 6 to 7% by weight with respect to Y. If the Eu content is outside this range, the light emission luminance and light emission chromaticity decrease, which is not preferable. Thus, by increasing the content ratio of Eu as an activator, loss of photoelectric conversion with respect to input energy can be reduced even in pulsed electron beam excitation in a high energy density region.
また、この蛍光体は、表面に存在する母体構成元素(Y,O,S)および付活剤元素(Eu)以外の元素(例えば、表面処理に使用されるケイ素)の含有割合が、蛍光体の重量に対して1重量%未満となっている。すなわち、通常は行われる蛍光体の表面処理が省かれており、蛍光体の粒子表面に、母体構成元素(Y,O,S)および付活剤元素(Eu)以外の元素が1重量%以上は存在しないように構成されている。 In addition, this phosphor has a content ratio of elements other than the matrix constituent elements (Y, O, S) and activator elements (Eu) existing on the surface (for example, silicon used for surface treatment). Is less than 1% by weight. That is, the surface treatment of the phosphor usually performed is omitted, and elements other than the matrix constituent elements (Y, O, S) and the activator element (Eu) are 1% by weight or more on the particle surface of the phosphor. Is configured not to exist.
このように構成されるEu付活イットリウム酸硫化物蛍光体は、例えば以下に示す方法で製造することができる。 The Eu-activated yttrium oxysulfide phosphor thus configured can be manufactured, for example, by the method shown below.
すなわち、酸化イットリウム(Y2O3)と酸化ユーロピウム(Eu2O3)を所望の組成となるように秤量し、これを混合する。この混合物と適当量のイオウ粉末とをよく混合した後、アルミナるつぼまたは石英るつぼなどの耐熱容器に充填する。これを、大気雰囲気で1180℃の温度で4時間加熱し焼成する。 That is, yttrium oxide (Y 2 O 3 ) and europium oxide (Eu 2 O 3 ) are weighed so as to have a desired composition and mixed. This mixture and an appropriate amount of sulfur powder are mixed well and then filled into a heat-resistant container such as an alumina crucible or a quartz crucible. This is baked by heating at 1180 ° C. for 4 hours in an air atmosphere.
次いで、得られた焼成物を水洗し乾燥した後、必要に応じて粗大粒子を除去するための篩別などを行う。こうして、表面処理を行うことなくEu付活イットリウム酸硫化物蛍光体を得る。 Next, the obtained fired product is washed with water and dried, and then subjected to sieving to remove coarse particles as necessary. Thus, an Eu-activated yttrium oxysulfide phosphor is obtained without surface treatment.
得られたEu付活イットリウム酸硫化物蛍光体を使用し、公知の印刷法を用いて蛍光体層を形成することにより、赤色発光素子を形成することができる。印刷法により蛍光体層を形成するには、Eu付活イットリウム酸硫化物蛍光体を、例えばポリビニルアルコール、n−ブチルアルコール、エチレングリコール、水などからなるバインダ溶液と混合してエチルセルロースからなるバインダ液と混合して蛍光体ペーストを調製し、この蛍光体ペーストをスクリーン印刷などの方法で基板上に塗布する。次いで、例えば500℃の温度で1時間加熱してバインダ成分を分解・除去するベーキング処理を行う。 By using the obtained Eu-activated yttrium oxysulfide phosphor and forming a phosphor layer using a known printing method, a red light emitting device can be formed. In order to form a phosphor layer by a printing method, an Eu-activated yttrium oxysulfide phosphor is mixed with a binder solution made of, for example, polyvinyl alcohol, n-butyl alcohol, ethylene glycol, water, etc., and a binder solution made of ethyl cellulose. To prepare a phosphor paste, and this phosphor paste is applied onto the substrate by a method such as screen printing. Next, for example, baking is performed to decompose and remove the binder component by heating at a temperature of 500 ° C. for 1 hour.
こうして形成されたEu付活イットリウム酸硫化物蛍光体層を有する赤色発光素子は、加速電圧が5〜15kVより好ましくは7〜13kVで照射時間が0.1〜20μsのパルス状電子線の照射により赤色に発光する素子である。Eu付活イットリウム酸硫化物蛍光体に対して、シリカ系などの処理剤による表面処理がなされておらず、表面処理に起因する元素が蛍光体表面に実質的に存在しない構成となっている。すなわち、Eu付活イットリウム酸硫化物蛍光体表面に存在する母体構成元素であるイットリウム(Y)、酸素(O)、イオウ(S)および付活剤元素(Eu)以外の元素の含有割合が、1重量%未満となっているので、チャージアップや温度上昇がより低減され、発光効率が高く高輝度で長寿命の赤色発光が実現される。 The red light emitting device having the Eu-activated yttrium oxysulfide phosphor layer thus formed is irradiated with a pulsed electron beam having an acceleration voltage of 5 to 15 kV, more preferably 7 to 13 kV and an irradiation time of 0.1 to 20 μs. It is an element that emits red light. The Eu-activated yttrium oxysulfide phosphor is not subjected to a surface treatment with a processing agent such as silica, and the element resulting from the surface treatment does not substantially exist on the phosphor surface. That is, the content ratio of elements other than yttrium (Y), oxygen (O), sulfur (S), and activator element (Eu), which are host constituent elements existing on the surface of Eu-activated yttrium oxysulfide phosphor, Since it is less than 1% by weight, charge-up and temperature rise are further reduced, and red light emission with high luminous efficiency, high luminance and long life is realized.
次に、第1の実施形態の赤色発光素子を有する電界放出型表示装置(FED)について説明する。 Next, a field emission display device (FED) having the red light emitting element of the first embodiment will be described.
図1は、本発明の第2の実施形態であるFED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。赤色発光蛍光体層が、前記した第1の実施形態の赤色発光素子となっている。青色発光蛍光体層および緑色発光蛍光体層は、それぞれ公知の青色発光の硫化亜鉛蛍光体および緑色発光の硫化物蛍光体などを用いて形成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the main configuration of an FED according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a face plate, which has a phosphor layer 3 formed on a transparent substrate such as a
第1の実施形態の赤色発光素子である赤色発光蛍光体層の厚さは1〜10μmとすることが望ましく、より好ましくは6〜10μmとする。赤色発光蛍光体層の厚さを1μm以上に限定したのは、厚さが1μm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、赤色発光蛍光体層の厚さが10μmを超えると、発光輝度が低下し実用に供し得ない。各色の蛍光体層3の間に段差が生じないように、青色発光蛍光体層および緑色発光蛍光体層の厚さも、赤色発光蛍光体層と同じにすることが望ましい。 The thickness of the red light emitting phosphor layer that is the red light emitting element of the first embodiment is desirably 1 to 10 μm, and more preferably 6 to 10 μm. The reason why the thickness of the red light emitting phosphor layer is limited to 1 μm or more is that it is difficult to form a phosphor layer having a thickness of less than 1 μm and phosphor particles uniformly arranged. On the other hand, if the thickness of the red light emitting phosphor layer exceeds 10 μm, the light emission luminance is lowered and cannot be put to practical use. The thicknesses of the blue light-emitting phosphor layer and the green light-emitting phosphor layer are preferably the same as the red light-emitting phosphor layer so that no step is generated between the phosphor layers 3 of the respective colors.
上述した緑色発光蛍光体層、青色発光蛍光体層、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。 The green light-emitting phosphor layer, the blue light-emitting phosphor layer, the red light-emitting phosphor layer, and the light absorption layer 4 that separates them are sequentially and repeatedly formed in the horizontal direction. These phosphor layers 3 And the part in which the light absorption layer 4 exists becomes an image display area. Various patterns such as a dot shape or a stripe shape can be applied to the arrangement pattern of the phosphor layer 3 and the light absorption layer 4.
そして、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、Al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。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)内に残留する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する。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。 A metal back layer 5 is formed on the phosphor layer 3. The metal back layer 5 is made of a metal film such as an Al film, and improves the luminance by reflecting light traveling in the rear plate direction, which will be described later, out of the light generated in the phosphor layer 3. The metal back layer 5 has a function of imparting conductivity to the image display area of the face plate 1 to prevent electric charges from accumulating, and serves as an anode electrode for the electron source of the rear plate. Further, the metal back layer 5 has a function of preventing the phosphor layer 3 from being damaged by ions generated by ionizing the gas remaining in the face plate 1 or the vacuum container (envelope) with an electron beam. Furthermore, the gas generated from the phosphor layer 3 during use is prevented from being released into the vacuum container (envelope), and the vacuum degree is prevented from being lowered.
メタルバック層5上には、Baなどからなる蒸発型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。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いる。
On the metal back layer 5, a getter film 6 formed of an evaporation type getter material made of Ba or the like is formed. The getter film 6 efficiently adsorbs the gas generated during use. The face plate 1 and the
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、大気圧支持部材(スペーサ)12を適宜配置してもよい。
The
このような第2の実施形態のFEDにおいては、赤色発光蛍光体層が前記した第1の実施形態の赤色発光素子により構成されているので、加速電圧が5〜15kVで照射時間が0.1〜20μsのパルス状電子線の照射により、高輝度で色純度が高く良好な表示特性が得られる。 In such an FED of the second embodiment, since the red light emitting phosphor layer is composed of the red light emitting element of the first embodiment described above, the acceleration voltage is 5 to 15 kV and the irradiation time is 0.1. Irradiation with a pulsed electron beam of ˜20 μs provides good display characteristics with high brightness and high color purity.
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。 Next, specific examples of the present invention will be described.
実施例1
酸化イットリウム(Y2O3)1000gと酸化ユーロピウム(Eu2O3)6.8g、および1200gのイオウ粉末を使用し、常法により1180℃で240分間加熱・焼成を行った。次いで、得られた焼成物を水洗および乾燥しさらに篩別することにより、平均粒子径が5μmのEu付活イットリウム酸硫化物蛍光体を得た。なお、実施例1では、得られた蛍光体粒子に対して表面処理を行わなかった。また、比較例では、得られた蛍光体粒子にコロイダルシリカを用いて表面処理を行った。すなわち、蛍光体粒子を水に懸濁させた液に、コロイダルシリカ(粒径20〜150nm)を1〜2重量%の割合で加えて表面処理を行った後、ろ過し乾燥させた。
Example 1
Using 1000 g of yttrium oxide (Y 2 O 3 ), 6.8 g of europium oxide (Eu 2 O 3 ), and 1200 g of sulfur powder, heating and firing were performed at 1180 ° C. for 240 minutes by a conventional method. Subsequently, the obtained fired product was washed with water, dried and further sieved to obtain an Eu-activated yttrium oxysulfide phosphor having an average particle size of 5 μm. In Example 1, no surface treatment was performed on the obtained phosphor particles. In the comparative example, the obtained phosphor particles were subjected to surface treatment using colloidal silica. That is, colloidal silica (particle size 20 to 150 nm) was added to the liquid in which the phosphor particles were suspended in water at a ratio of 1 to 2% by weight, followed by filtration and drying.
実施例1および比較例で得られたEu付活イットリウム酸硫化物蛍光体について、表面に存在するケイ素の含有割合をX線光電子分光分析(XPS)により測定したところ、実施例1の蛍光体ではほぼ0(1重量%未満)となっているのに対して、比較例の蛍光体では10重量%となり、蛍光体表面に表面処理に起因する母体および付活剤元素以外の元素が1重量%以上存在することがわかった。 For the Eu-activated yttrium oxysulfide phosphors obtained in Example 1 and the comparative example, the silicon content present on the surface was measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). While it is almost 0 (less than 1% by weight), it is 10% by weight in the phosphor of the comparative example, and 1% by weight of elements other than the matrix and the activator element resulting from the surface treatment on the surface of the phosphor. I found out that it exists.
次に、実施例1および比較例で得られたEu付活イットリウム酸硫化物蛍光体を用いてペーストを調製し、スクリーン印刷により塗布層を形成した後、ベーキングによりペースト中の樹脂を分解させ、所定の厚さの蛍光体層を形成した。なお、蛍光体層の厚さは、10μmとした。その後、蛍光体層の上にラッカー法によりアルミニウムのメタルバック層を形成し、発光素子とした。 Next, a paste was prepared using the Eu-activated yttrium oxysulfide phosphor obtained in Example 1 and the comparative example, and after forming a coating layer by screen printing, the resin in the paste was decomposed by baking. A phosphor layer having a predetermined thickness was formed. The thickness of the phosphor layer was 10 μm. Thereafter, an aluminum metal back layer was formed on the phosphor layer by a lacquer method to obtain a light emitting device.
次いで、実施例1および比較例で得られた発光素子について、発光輝度と投入電流密度に対する輝度の直線性γをそれぞれ調べた。発光輝度は、各発光素子に、加速電圧10kV、電流密度15mA/cm2の電子線を照射して測定した。そして、比較例の発光素子の輝度を100としたときの相対値として、発光輝度を求めた。γは、電流密度0〜15mA/cm2までの輝度を測定した結果から算定した。これらの測定結果を表1に示す。
表1から明らかなように、実施例1で得られた発光素子は、比較例のものに比べて、低加速電圧(15kV以下)で高電流密度の電子線を照射した際の発光輝度が高くなっており、かつγの値が大きく、良好な発光特性を有している。 As is clear from Table 1, the light emitting device obtained in Example 1 has higher emission luminance when irradiated with an electron beam having a low acceleration voltage (15 kV or less) and a high current density than that of the comparative example. In addition, the value of γ is large and it has good light emission characteristics.
実施例2
赤色発光蛍光体として実施例1で得られたEu付活イットリウム酸硫化物蛍光体(Y2O2S:Eu)を使用し、青色発光蛍光体として銀およびアルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体(ZnS:Ag,Al)を、緑色発光蛍光体として銅およびアルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体(ZnS:Cu,Al)をそれぞれ使用し、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。
Example 2
The Eu-activated yttrium oxysulfide phosphor (Y 2 O 2 S: Eu) obtained in Example 1 was used as the red-emitting phosphor, and the silver- and aluminum-activated zinc sulfide phosphor (ZnS) was used as the blue-emitting phosphor. : Ag, Al) was used as the green light-emitting phosphor, and copper and aluminum activated zinc sulfide phosphors (ZnS: Cu, Al) were respectively used, and a phosphor layer was formed on a glass substrate to form a face plate. The face plate and the rear plate having a large number of electron-emitting devices were assembled through a support frame, and the gap between them was hermetically sealed while evacuating. It was confirmed that the FED produced in this way was excellent in color reproducibility including light emission luminance, and showed good luminance characteristics even after being driven at room temperature and rated operation for 1000 hours.
本発明の赤色発光素子によれば、加速電圧が15kV以下で照射時間が0.1〜20μsの電子線を照射した場合に、高輝度で色純度が良好であり、かつ温度消光が少なく長寿命の赤色発光を得ることができる。そして、このような赤色発光素子を使用することにより、高輝度で表示特性に優れた薄型の平面型表示装置を実現することができる。 According to the red light emitting device of the present invention, when an electron beam with an acceleration voltage of 15 kV or less and an irradiation time of 0.1 to 20 μs is irradiated, it has high brightness, good color purity, low temperature quenching and long life. Red light emission can be obtained. By using such a red light emitting element, a thin flat display device having high luminance and excellent display characteristics can be realized.
1…フェイスプレート、2…ガラス基板、3…蛍光体層、4…光吸収層、5…メタルバック層、6…ゲッタ膜、7…リアプレート、8…支持枠、11…電子放出素子。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Face plate, 2 ... Glass substrate, 3 ... Phosphor layer, 4 ... Light absorption layer, 5 ... Metal back layer, 6 ... Getter film, 7 ... Rear plate, 8 ... Support frame, 11 ... Electron emission element.
Claims (3)
前記蛍光体表面に存在する前記蛍光体の母体および付活剤を構成する元素以外の元素の含有割合が、1重量%未満であることを特徴とする赤色発光素子。 A light-emitting element mainly composed of yttrium oxysulfide phosphor activated with trivalent europium, which emits red light when excited by an electron beam with an acceleration voltage of 15 kV or less and an irradiation time of 0.1 to 20 μs,
A red light-emitting element, wherein a content ratio of an element other than an element constituting the matrix and an activator of the phosphor existing on the phosphor surface is less than 1% by weight.
前記赤色発光蛍光体層は、請求項1または2記載の赤色発光素子を含むことを特徴とする電界放出型表示装置。 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 beam having an acceleration voltage of 15 kV or less and an irradiation time of 0.1 to 20 μs are irradiated to the phosphor layer. A field emission display device comprising: an electron source that emits light; and an envelope that vacuum seals the electron source and the phosphor layer;
3. The field emission display device according to claim 1, wherein the red light emitting phosphor layer includes the red light emitting element according to claim 1.
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