JPH1077471A - Display - Google Patents
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- JPH1077471A JPH1077471A JP23391596A JP23391596A JPH1077471A JP H1077471 A JPH1077471 A JP H1077471A JP 23391596 A JP23391596 A JP 23391596A JP 23391596 A JP23391596 A JP 23391596A JP H1077471 A JPH1077471 A JP H1077471A
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- JP
- Japan
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- phosphor
- display device
- electron beam
- light
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- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高性能な電子線励起型表示装置を実現する。
【解決手段】MPaV1-aO4またはM1-aEuaPbV1-b
O4ただしMはイットリウム,スカンジウム,原子番号
57番〜62番,64番〜71番の希土類元素、および
周期律表のIIb族元素の群から選ばれた少なくとも1種
類の元素からなる蛍光体を0.1〜10KV に加速した
電子線で発光させる。
(57) [Summary] To provide a high-performance electron beam excitation display device. An MP a V 1-a O 4, or M 1-a Eu a P b V 1-b
O 4 where M is a phosphor comprising at least one element selected from the group consisting of yttrium, scandium, rare earth elements of atomic numbers 57 to 62, 64 to 71, and Group IIb elements of the periodic table. Light is emitted by an electron beam accelerated to 0.1 to 10 KV.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電気信号に応じて情
報を表示する表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device for displaying information according to an electric signal.
【0002】[0002]
【従来の技術】互いに直交する電極群の交点を画素と
し、各画素への印加電圧を調整することにより画像を表
示するマトリクス・ディスプレイには、液晶ディスプレ
イの他、フィールド・エミッション・ディスプレイ(F
ED),プラズマ・ディスプレイ(PDP)などがあ
る。例えば、FEDは、特開平4−289644 号公報に記載
されているように、各画素に微小な電界放出陰極を多数
配置し、そこからの電界放出電子を真空中で加速したの
ち蛍光体に照射し、発光させる。2. Description of the Related Art In addition to a liquid crystal display, a matrix display which displays an image by adjusting the voltage applied to each pixel to the intersection of the electrode groups orthogonal to each other is a field emission display (F).
ED) and plasma display (PDP). For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-289644, an FED arranges a large number of minute field emission cathodes in each pixel, accelerates the field emission electrons therefrom in a vacuum, and then irradiates the phosphor with the electrons. And emit light.
【0003】FEDでは、蛍光体を塗布した蛍光板と電
子放出源との距離を通常0.2 〜数mm程度に設定する。
そのため、蛍光板に印加する加速電圧Vaは100V〜
10KVにする。これ以上にすると電子放出源−蛍光板
間に絶縁破壊が発生するためである。In the FED, a distance between a phosphor plate coated with a phosphor and an electron emission source is usually set to about 0.2 to several mm.
Therefore, the accelerating voltage Va applied to the fluorescent screen is 100 V or more.
10KV. This is because if it is more than this, dielectric breakdown occurs between the electron emission source and the fluorescent plate.
【0004】電子線励起による蛍光体は陰極線管(以下
CRT)用に開発されたものが多い。CRTでは、加速
電圧が20KV〜30KV程度であり、蛍光体もこれに
合わせて開発されている。Many phosphors excited by an electron beam have been developed for a cathode ray tube (CRT). In a CRT, an acceleration voltage is about 20 to 30 KV, and a phosphor has been developed in accordance with the acceleration voltage.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】100V〜10KVの
低速・中速電子線励起に最適化した蛍光体もいくつか開
発されている。しかし、これらの蛍光体の発光効率は未
だ十分ではない。例えば、文献(First International
Conference on the Science and Technology ofDisplay
Phosphors, Extended Abstracts (1995.11, San Dieg
o, California)p.11〜13)には、300V加速および4
KV加速で使用したときの各種蛍光体の発光特性のリス
トが掲載されている。このリストからもわかるように、
低速・中速電子線加速蛍光体で現在最も発光効率が高い
ものは、青色発光蛍光体ではZnS:Agであり、赤色
発光蛍光体ではY2O2S:Euである。Some phosphors optimized for low- and medium-speed electron beam excitation of 100 V to 10 KV have been developed. However, the luminous efficiency of these phosphors is not yet sufficient. For example, in the literature (First International
Conference on the Science and Technology of Display
Phosphors, Extended Abstracts (1995.11, San Dieg
o, California) p.
A list of emission characteristics of various phosphors when used at KV acceleration is listed. As you can see from this list,
Among the low-speed / medium-speed electron-beam accelerated phosphors, the one having the highest luminous efficiency at present is ZnS: Ag for the blue light-emitting phosphor and Y 2 O 2 S: Eu for the red light-emitting phosphor.
【0006】これらの蛍光体はいずれも、その構成元素
として硫黄(S)を含んでいる。実際にこれらの蛍光体
をFEDに実装すると、蛍光体が電子線照射により分解
して硫黄を発生し、これが電子源表面に付着して電子放
出能を大幅に劣化させることがわかっており、カラー表
示FEDを実現する上での大きな問題になっている。ま
た、蛍光体自体も分解により劣化するという問題があ
る。[0006] All of these phosphors contain sulfur (S) as a constituent element. When these phosphors are actually mounted on an FED, it is known that the phosphors are decomposed by electron beam irradiation to generate sulfur, which adheres to the surface of the electron source and significantly reduces the electron emission ability. This is a major problem in realizing the display FED. There is also a problem that the phosphor itself is deteriorated by decomposition.
【0007】この問題を回避するには、構成元素に硫黄
を含まない蛍光体を用いればよいが、現在知られている
蛍光体の中では、硫黄を含まないものは、上記の蛍光体
と比べて発光効率が1/2〜1/10以下であり、発光
効率の点から問題がある。[0007] In order to avoid this problem, a phosphor containing no sulfur as a constituent element may be used. Among the known phosphors, those containing no sulfur are compared with the above-mentioned phosphors. Therefore, the luminous efficiency is 1/2 to 1/10 or less, which is problematic in terms of luminous efficiency.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、一般組成式M
PaV1-aO4(ただしMはイットリウム(Y),スカンジ
ウム(Sc),原子番号57番〜62番,64番〜71番
の希土類元素、および周期律表のIIb族元素の群から選
ばれた少なくとも1種類の元素、0<a<1)で表され
る自己付活蛍光体を含有する青色発光蛍光体、あるい
は、一般組成式M1-aEuaPbV1-bO4(ただしMはイッ
トリウム(Y),スカンジウム(Sc),原子番号57番〜
62番,64番〜71番の希土類元素、および周期律表
のIIb族元素の群から選ばれた少なくとも1種類の元
素、0<a<1,0<b<1)で表される三価のユーロ
ピウムで活性化された蛍光体を含有する赤色発光蛍光体
を、0.1〜10KV に加速した電子線で発光させるこ
とにより上記の課題を解決する。According to the present invention, there is provided a compound having a general composition formula M
P a V 1-a O 4 (where M is yttrium (Y), scandium (Sc), rare earth elements of atomic numbers 57 to 62, 64 to 71, and group IIb elements of the periodic table) A blue light-emitting phosphor containing at least one selected element, a self-activated phosphor represented by 0 <a <1), or a general composition formula M 1-a Eu a P b V 1-b O 4 (where M is yttrium (Y), scandium (Sc), atomic number 57-
No. 62, No. 64 to No. 71 rare earth element, and at least one element selected from the group of Group IIb elements of the periodic table, trivalent represented by 0 <a <1,0 <b <1) The above problem is solved by causing a red light-emitting phosphor containing a phosphor activated by europium to emit light with an electron beam accelerated to 0.1 to 10 KV.
【0009】低速・中速電子線励起蛍光体の発光効率が
低い最大の理由は、電子線が蛍光体の奥深くまで入り込
めないためである。エネルギEなる電子線が蛍光体内へ
入り込む深さRは、Eのn乗に比例する。nは蛍光体の
構成元素の原子番号で決まる数で、例えばZnSの場合
にはn=1.98 となる。ZnSを母体とする蛍光体の
場合のRは、E=20KV,10KV,4KV,1KV
の時それぞれ5.9μm,1.5μm,0.24μm,0.
015μm となる。蛍光体の粒子径は通常2〜6μm
程度なので、E≦10KVでは、蛍光体の表面にしか電
子線が入り込まないことがわかる。The main reason why the luminous efficiency of the low-speed / medium-speed electron beam-excited phosphor is low is that the electron beam cannot penetrate deep into the phosphor. The depth R into which the electron beam having energy E enters the phosphor is proportional to E raised to the nth power. n is a number determined by the atomic number of the constituent element of the phosphor. For example, in the case of ZnS, n = 1.98. R in the case of a phosphor whose main body is ZnS is E = 20 KV, 10 KV, 4 KV, 1 KV
At the time of 5.9 μm, 1.5 μm, 0.24 μm, 0.2 μm, respectively.
015 μm. The particle size of the phosphor is usually 2 to 6 μm
Therefore, it can be seen that when E ≦ 10 KV, the electron beam enters only the surface of the phosphor.
【0010】電子線が入り込まない部分では、蛍光体が
励起されないので、発光への寄与は少ない。蛍光体内で
の発光部位の分布を考えると、実際の蛍光体では、蛍光
体内部に比べて表面付近では、発光部位が少ない。これ
は、蛍光体の製造プロセス、あるいは蛍光板への塗布プ
ロセスで、化学反応等により表面の組成・状態が変化す
るためである。したがって、高速電子線励起に比べて、
低速・中速電子線励起の場合には、発光効率が大幅に低
下する。言い換えれば、低速・中速電子線励起の場合
は、表面状態が製造・塗布プロセスにより劣化されにく
く、安定な蛍光体を用いる必要がある。Since the phosphor is not excited in the portion where the electron beam does not enter, the contribution to light emission is small. Considering the distribution of light emitting sites within the phosphor, the actual phosphor has fewer light emitting sites near the surface than inside the phosphor. This is because the composition or state of the surface changes due to a chemical reaction or the like in the process of manufacturing the phosphor or in the process of coating the phosphor plate. Therefore, compared to fast electron beam excitation,
In the case of low-speed / medium-speed electron beam excitation, the luminous efficiency is greatly reduced. In other words, in the case of low-speed / medium-speed electron beam excitation, the surface state is hardly deteriorated by the manufacturing / coating process, and it is necessary to use a stable phosphor.
【0011】蛍光体表面しか励起に寄与しないのは、紫
外線励起蛍光体の場合も同様である。それ故、紫外線励
起蛍光体では、表面状態が安定なものが用いられる。す
なわち、紫外線励起蛍光体は、低速・中速電子線励起蛍
光体の要求特性の一つを満たしている。この観点から各
種実験を行った結果、一般組成式MPaV1-aO4 、ある
いは一般組成式M1-aEuaPbV1-bO4 なる蛍光体が、
低速・中速電子線励起蛍光体として優れた特性を有する
ことを見い出した。The reason that only the phosphor surface contributes to the excitation is the same in the case of the ultraviolet-excited phosphor. Therefore, an ultraviolet-excited phosphor having a stable surface state is used. That is, the ultraviolet-excited phosphor satisfies one of the required characteristics of the low-speed / medium-speed electron beam-excited phosphor. As a result of various experiments in this light, the general formula MP a V 1-a O 4 , or the general formula M 1-a Eu a P b V 1-b O 4 becomes phosphor,
It has been found that it has excellent characteristics as a low-speed / medium-speed electron-beam excited phosphor.
【0012】これらの蛍光体は、特開昭50−67782 号,
特開昭50−67783 号公報に開示されているように、紫外
線励起蛍光体として優れた特性を有する。この一般式で
表される蛍光体の内の一つ、例えば青色蛍光体(Y,G
d)P0.85V0.15O4を、メタノールを溶媒として沈降塗
布して蛍光板を作成し、電子線の加速電圧Eを0.5〜
4KVの範囲で変化させた時の輝度を図ったものを図2
に示した。照射した電子線の平均電流密度は0.5μA
/cm2である。These phosphors are disclosed in JP-A-50-67782,
As disclosed in JP-A-50-67783, it has excellent properties as an ultraviolet-excited phosphor. One of the phosphors represented by this general formula, for example, a blue phosphor (Y, G
d) P 0. The 85 V 0. 15 O 4, to create a fluorescent plate of methanol and precipitated applied as a solvent, 0.5 the acceleration voltage E of the electron beam
FIG. 2 shows the luminance when changing in the range of 4 KV.
It was shown to. The average current density of the irradiated electron beam is 0.5 μA
/ Cm 2 .
【0013】低速・中速電子線励起の青色蛍光体で、従
来最も発光効率のよいZnS:Agは、4KV加速,電
流密度1μA/cm2 で51cd/m2 である。本蛍光体は
電流密度1μA/cm2とすれば、E=4KVで44cd/
m2になるので、ZnS:Agとほぼ同等の発光効率で
ある。硫黄を含まない低速・中速電子線蛍光体として
は、これまで報告されたいずれの青色蛍光体よりも発光
効率が高い。ZnS: Ag, which is a blue phosphor excited by a low-speed / medium-speed electron beam and has the highest luminous efficiency, is 51 cd / m 2 at 4 KV acceleration and a current density of 1 μA / cm 2 . Assuming that the current density is 1 μA / cm 2 , the phosphor is 44 cd / E = 4 KV.
m 2 , the luminous efficiency is almost the same as that of ZnS: Ag. The low- and medium-speed electron-beam phosphors containing no sulfur have higher luminous efficiency than any of the blue phosphors reported so far.
【0014】図3はこの蛍光体の相対発光効率、すなわ
ち電子線のエネルギ(電流×加速電圧)で輝度を除した
ものをプロットした。図3ではE=1KVでの値を基準
にした相対値を示した。E=500VでもE=4KVの
1/3程度にしか効率が低下していない。前述のZn
S:Ag蛍光体では、E=300Vでの発光効率は、E
=4KVの1/10にまで低下することを考え合わせる
と、本蛍光体は加速電圧数100Vの低速電子線領域で
も高効率な蛍光体であることを示している。FIG. 3 plots the relative luminous efficiency of the phosphor, that is, the value obtained by dividing the luminance by the energy of the electron beam (current × acceleration voltage). FIG. 3 shows a relative value based on the value at E = 1 KV. Even at E = 500V, the efficiency is reduced only to about 1/3 of E = 4KV. The aforementioned Zn
For the S: Ag phosphor, the luminous efficiency at E = 300 V is
Taking into account that it is reduced to {fraction (1/10)} = 4 KV, it indicates that the present phosphor is a highly efficient phosphor even in a low-speed electron beam region where the acceleration voltage is several hundred volts.
【0015】このように、一般組成式MPaV1-aO4、
あるいは一般組成式M1-aEuaPbV1-bO4なる蛍光体は、数
100V〜10KVの低速・中速電子線励起蛍光体とし
て高発光効率であり、かつ、構成元素に硫黄を含まない
ので、動作中に硫黄を発生することが無く、したがって
電子源の特性劣化を引き起こさない。また、ZnSを母
体とした蛍光体のように動作中に分解することがないの
で、長寿命なFEDを実現できる。Thus, the general composition formula MP a V 1-a O 4 ,
Alternatively, the phosphor represented by the general composition formula M 1-a Eu a P b V 1-b O 4 has high luminous efficiency as a low-speed / medium-speed electron beam-excited phosphor of several hundred volts to 10 kV, and has sulfur as a constituent element. , No sulfur is generated during operation, and therefore, the characteristics of the electron source are not deteriorated. In addition, since the phosphor does not decompose during operation unlike a phosphor containing ZnS as a base, a long-life FED can be realized.
【0016】一般組成式Y1-a-xMxTbaPbV1-bO
4(ただしMはガドリニウム(Gd)またはランタン
(La)、0≦x<1,0<a<1,0<b<1)で表
される蛍光体は、特開昭50−67782 号,特開昭50−6778
3 号公報では記載されていないが、本発明で本質的なの
は、蛍光体の母体材料の表面安定性であるから、発光に
寄与するアクティベーターをEu3+からTb3+に変更し
ても同様の効果が得られる。アクティベーターとしてT
b3+を用いると緑色の発光が得られる。The general composition formula Y 1-ax M x Tb a P b V 1-b O
4 (where M is gadolinium (Gd) or lanthanum (La), and a phosphor represented by 0 ≦ x <1, 0 <a <1, 0 <b <1) is disclosed in JP-A-50-67782. Kaisho 50-6778
Although it is not described in Japanese Patent Publication No. 3 (1999), the essential point of the present invention is the surface stability of the base material of the phosphor. Therefore, even when the activator contributing to light emission is changed from Eu 3+ to Tb 3+ , the same applies. The effect is obtained. T as activator
When b 3+ is used, green light emission is obtained.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】図1は本発明を用いた実施例の表
示装置の断面図である。ガラスなどの透光性材料で構成
した面板110とガラスなどの絶縁性基板10とを20
0μm程度の間隔を保って重ね合わせ、周辺部を封着し
て密閉構造とし、内部を真空55に保ってある。FIG. 1 is a sectional view of a display device according to an embodiment using the present invention. A face plate 110 made of a translucent material such as glass and an insulating substrate 10 such as glass
The layers are overlapped with an interval of about 0 μm, the periphery is sealed to form a closed structure, and the inside is kept at a vacuum 55.
【0018】基板10上にはAl,Moなどの金属をス
トライプ状に形成して陰極バスライン21とする。この
上にアモルファスSiを化学気相蒸着法で形成して保護
抵抗層22を形成する。この上に0.5〜1.5μmの膜
厚の絶縁層543を形成し、さらにその上にMo,Ta
などで互いに平行な複数本のゲート電極545を、陰極
バスライン21と直交する形で形成する。陰極バスライ
ン21とゲート電極545との交点が画素になる。フォ
トリソグラフィーを用いてゲート電極545と絶縁層5
43とに直径1μm程度の穴を開ける。この穴は、1画
素に103〜104 個程度形成する。次いで、Niをゲ
ート電極545上に形成して分離層(図1には示さず)
とする。この際、斜方蒸着を用いることにより、先に形
成した穴の中にNiが入り込まないようにする。この
後、Moを蒸着してエミッタチップ542を形成する。
この後、分離層および分離層上に堆積したMoをエッチ
ングで取り除くことにより、図1に示したようなフィー
ルド・エミッタ・アレイが形成される。なお、フィール
ド・エミッタ・アレイの作成方法は、例えば、特開昭61
−221783号公報により詳細に記載されている。A metal such as Al or Mo is formed on the substrate 10 in a stripe shape to form a cathode bus line 21. A protective resistance layer 22 is formed thereon by forming amorphous Si by a chemical vapor deposition method. An insulating layer 543 having a thickness of 0.5 to 1.5 μm is formed thereon, and Mo, Ta is further formed thereon.
For example, a plurality of gate electrodes 545 parallel to each other are formed so as to be orthogonal to the cathode bus lines 21. The intersection of the cathode bus line 21 and the gate electrode 545 becomes a pixel. The gate electrode 545 and the insulating layer 5 are formed by using photolithography.
A hole having a diameter of about 1 μm is formed in the hole 43. About 10 3 to 10 4 holes are formed in one pixel. Next, Ni is formed on the gate electrode 545 to form a separation layer (not shown in FIG. 1).
And At this time, by using oblique evaporation, Ni is prevented from entering the previously formed holes. Thereafter, Mo is deposited to form an emitter chip 542.
Thereafter, the field emitter array as shown in FIG. 1 is formed by removing the separation layer and the Mo deposited on the separation layer by etching. The method of creating the field emitter array is described in, for example,
This is described in more detail in Japanese Patent Application No. -221783.
【0019】面板110上には、ITO(Indium Tin O
xide)などの透光性の導電性電極材料で構成した加速電
極112を形成する。加速電極112上に赤色発光蛍光
体114A,緑色発光蛍光体114B,青色発光蛍光体
114Cを形成する。各蛍光体114は、陰極バスライ
ン21と対応した形にパターン化することにより、各画
素上のエミッタチップ542から放出した電子が各色の
蛍光体にそれぞれ照射されるようにする。On the face plate 110, ITO (Indium Tin O
xide) or the like, and an acceleration electrode 112 made of a light-transmitting conductive electrode material is formed. A red light emitting phosphor 114A, a green light emitting phosphor 114B, and a blue light emitting phosphor 114C are formed on the acceleration electrode 112. Each phosphor 114 is patterned into a shape corresponding to the cathode bus line 21 so that the electrons emitted from the emitter chip 542 on each pixel are irradiated on the phosphor of each color.
【0020】赤色発光蛍光体114AとしてはYP0.65
V0.35O4:Eu、緑色蛍光体としてはZnO:Zn、青
色発光蛍光体114Cとしては(Y,Gd)P0.85V0.
15O4を用いた。これらの蛍光体はスクリーン印刷によ
りパターン化した。蛍光体114の膜厚は5μm〜50μ
mとした。[0020] YP 0 is as red light-emitting phosphor 114A. 65
V 0 35 O 4:. Eu , as the green phosphor ZnO:. Zn, as a blue emitting phosphor 114C (Y, Gd) P 0 85 V 0.
15 O 4 was used. These phosphors were patterned by screen printing. The thickness of the phosphor 114 is 5 μm to 50 μm.
m.
【0021】なお、蛍光体に導電性を持たせるために、
赤色発光蛍光体114Aおよび青色発光蛍光体114C
にIn2O3を10wt%混合させたものを用いてもよ
い。このようにして蛍光体に導電性を持たせると、電子
線によるチャージアップ効果を防止できるので、特に加
速電圧が低いときに輝度飽和を低減させ、輝度を増加さ
せる効果がある。In order to make the phosphor conductive,
Red light emitting phosphor 114A and blue light emitting phosphor 114C
Mixed with 10 wt% of In 2 O 3 may be used. When the phosphor is made conductive in this manner, a charge-up effect due to an electron beam can be prevented. Therefore, there is an effect of reducing luminance saturation and increasing luminance particularly when the acceleration voltage is low.
【0022】このようにして作成した面板110と基板
10との間に、直径200μmのビーズを挟み込むこと
により、200μmの間隔を保って重ね合わせ、面板1
10,基板10の周辺部をフリットガラスにより封着す
る。このようにして作ったパネルの内部を真空に排気し
てパネルが完成する。By sandwiching beads having a diameter of 200 μm between the face plate 110 and the substrate 10 prepared in this manner, the beads are superimposed at an interval of 200 μm, and
10. The peripheral portion of the substrate 10 is sealed with frit glass. The inside of the panel thus manufactured is evacuated to a vacuum to complete the panel.
【0023】加速電極112には400V程度の加速電
圧を印加しておく。ゲート電極545を走査電極とし、8
0V程度の電圧を印加する。陰極バスライン21には、
表示画像に応じて0〜30V程度の電圧を印加する。ゲ
ート電極545と陰極バスライン21間に大きな電圧が
印加された画素ほど、その画素上のエミッタチップ54
2から放射される電子の電流が多くなる。この電子は、
加速電圧で加速されて蛍光体114に照射される。この
ようにして、画素に対応する場所の蛍光体114が発光
するので、画像が表示される。An acceleration voltage of about 400 V is applied to the acceleration electrode 112. The gate electrode 545 is used as a scanning electrode, and 8
A voltage of about 0 V is applied. The cathode bus line 21 includes
A voltage of about 0 to 30 V is applied according to the displayed image. The larger the voltage applied between the gate electrode 545 and the cathode bus line 21 for a pixel, the more the emitter chip 54 on that pixel
The current of electrons emitted from 2 increases. This electron is
The phosphor 114 is accelerated by the accelerating voltage and is irradiated on the phosphor 114. In this way, since the phosphor 114 at the location corresponding to the pixel emits light, an image is displayed.
【0024】次に、本発明を用いた別の実施例を図4,
図5,図6を用いて説明する。図4は本実施例の表示装
置の断面構造図である。ガラスなどの透光性材料で構成
した面板110とガラスなどの絶縁性基板10との間に
厚さ2mm程度のスペーサ60を挟み込んで重ね合わせ、
周辺部を封着して密閉構造とし、内部を真空55に保っ
てある。Next, another embodiment using the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a sectional structural view of the display device of the present embodiment. A spacer 60 having a thickness of about 2 mm is sandwiched between a face plate 110 made of a light-transmitting material such as glass and an insulating substrate 10 such as glass, and is superposed.
The periphery is sealed to form a closed structure, and the inside is kept at a vacuum 55.
【0025】まず、基板10上の電子放出部の製作方法
を述べる。基板10の上にAlをrfスパッタリングな
どにより成膜し、フォトリソグラフィーでパターン化し
て下部電極11とする。続いて陽極酸化によりMIM絶
縁層12を5〜10nm程度の膜厚で形成する。次にス
パッタリングなどの方法で、SiO2 などの絶縁層を形
成し、電極端保護層15とする。電極端保護層15は、
下部電極11の端部に電界が集中して絶縁破壊が発生す
るのを防ぎ、素子を長寿命化する働きがある。First, a method of manufacturing an electron emission portion on the substrate 10 will be described. Al is formed on the substrate 10 by rf sputtering or the like, and is patterned by photolithography to form the lower electrode 11. Subsequently, the MIM insulating layer 12 is formed to a thickness of about 5 to 10 nm by anodic oxidation. Next, an insulating layer such as SiO 2 is formed by a method such as sputtering to form the electrode end protection layer 15. The electrode end protection layer 15
This prevents the electric field from concentrating at the end of the lower electrode 11 to cause dielectric breakdown, and has a function of extending the life of the element.
【0026】次に、スパッタリングにより、膜厚1nm
のIr、膜厚2nmのPt、膜厚3nmのAuを順に積
層し、上部電極13とする。上部電極13は図6に示す
ように、下部電極との交点のみに形成する。続いて、A
uなどの導電率の高い材料を図6のパターンで膜厚50
0nm程度形成し、上部電極バスライン32とする。図
6のように上部電極バスライン32を上部電極13より
細いパターンとすることにより、上部電極バスライン3
2と下部電極11との間の電気容量が小さくなるので、
素子の高速駆動が容易になる。Next, a film thickness of 1 nm is formed by sputtering.
Ir, Pt having a thickness of 2 nm, and Au having a thickness of 3 nm are sequentially laminated to form an upper electrode 13. The upper electrode 13 is formed only at the intersection with the lower electrode, as shown in FIG. Then, A
A material having high conductivity, such as u, having a film thickness of 50 in the pattern of FIG.
The upper electrode bus line 32 is formed to a thickness of about 0 nm. By forming the upper electrode bus line 32 in a pattern thinner than the upper electrode 13 as shown in FIG.
Since the electric capacitance between the lower electrode 2 and the lower electrode 11 becomes smaller,
High-speed driving of the element is facilitated.
【0027】面板110上には、ITO(Indium Tin O
xide)などの透光性の導電性電極材料で構成した加速電
極112を形成する。加速電極112上に赤色発光蛍光
体114A,緑色発光蛍光体114B,青色発光蛍光体
114Cを形成する。各蛍光体の塗布パターンを図5に
示した。各蛍光体114は、上部電極バスライン32に
対応した形にパターン化する。図4の蛍光体114のパ
ターンは図5のパターンと一致しないが、図4では、複
数種類の蛍光体を使用することを明示するために、この
ように描いた。また、本発明は図5のようなストライプ
上のパターンに限定されたものではない。On the face plate 110, ITO (Indium Tin O
xide) or the like, and an acceleration electrode 112 made of a light-transmitting conductive electrode material is formed. A red light emitting phosphor 114A, a green light emitting phosphor 114B, and a blue light emitting phosphor 114C are formed on the acceleration electrode 112. FIG. 5 shows the coating pattern of each phosphor. Each phosphor 114 is patterned in a shape corresponding to the upper electrode bus line 32. The pattern of the phosphor 114 in FIG. 4 does not match the pattern in FIG. 5, but is illustrated in FIG. 4 in order to clearly show that a plurality of types of phosphors are used. Further, the present invention is not limited to the pattern on the stripe as shown in FIG.
【0028】赤色発光蛍光体114AはYP0.65V0.35
O4:Eu、緑色蛍光体はZn2SiO4:Mn(P1−G
1)、青色発光蛍光体114Cは(Y,Gd)P0.
85V0.15O4を用いた。これらの蛍光体はスクリーン印
刷によりパターン化した。蛍光体114の膜厚は5μm
〜50μmとした。これよりも薄いと、蛍光面に入射し
た電子のうち一部は、蛍光体粒子にぶつからずに加速電
極112に入射してしまい、発光効率が悪くなる。逆
に、これよりも厚いと、電子線による蛍光面のチャージ
アップが起こりやすくなり、かえって発光効率が低下す
る。[0028] The red light-emitting phosphor 114A is YP 0. 65 V 0. 35
O 4 : Eu, the green phosphor is Zn 2 SiO 4 : Mn (P1-G
1) The blue light emitting phosphor 114C is (Y, Gd) P 0 .
The 85 V 0. 15 O 4 was used. These phosphors were patterned by screen printing. The thickness of the phosphor 114 is 5 μm
5050 μm. If the thickness is smaller than this, some of the electrons incident on the phosphor screen enter the acceleration electrode 112 without hitting the phosphor particles, and the luminous efficiency deteriorates. Conversely, if the thickness is larger than this, the phosphor screen is likely to be charged up by the electron beam, and the luminous efficiency is rather reduced.
【0029】このようにして作成した面板110と基板
10との間に、厚さ1〜2mm程度のスペーサ60を挟み
込むことにより、1〜2mmの間隔を保って重ね合わせ、
面板110,基板10の周辺部をフリットガラスにより
封着する。このようにして作ったパネルの内部を真空に
排気してパネルが完成する。なお、スペーサ60は、無
アルカリガラスまたはセラミックスにサンドブラスト法
などで穴開け加工することにより作成する。スペーサ6
0の穴あきパターンは図5のような形とし、スペーサ6
0が上部電極13に接触しないようにする。By interposing a spacer 60 having a thickness of about 1 to 2 mm between the face plate 110 and the substrate 10 thus formed, they are superposed at an interval of 1 to 2 mm.
The peripheral portions of the face plate 110 and the substrate 10 are sealed with frit glass. The inside of the panel thus manufactured is evacuated to a vacuum to complete the panel. The spacer 60 is formed by punching holes in non-alkali glass or ceramics by a sand blast method or the like. Spacer 6
The hole pattern of 0 is shaped as shown in FIG.
0 does not contact the upper electrode 13.
【0030】加速電極112には2KV〜4KV程度の
加速電圧を印加しておく。下部電極11に−5V程度の
走査パルスを印加し、上部電極バスライン32に画像信
号に対応して0〜5Vの信号電圧を印加する。上部電極
13−下部電極11間に5V以上の電圧が印加された画
素では、MIM絶縁層12中に印加された電界により、
下部電極11中の電子がトンネル現象で上部電極13に
透過する。これらのトンネル電子の内の一部は上部電極
13を通過して真空55中に放射される。真空中に放射
された電子は、加速電圧により加速されて蛍光体114
に照射され、これにより蛍光体が発光する。上部電極1
3−下部電極11間の電圧が大きいほど真空55に放射
される電子の量も増加するので、上部電極バスライン3
2に印加する電圧を調整することにより画像を表示する
ことが出来る。An acceleration voltage of about 2 KV to 4 KV is applied to the acceleration electrode 112. A scanning pulse of about −5 V is applied to the lower electrode 11, and a signal voltage of 0 to 5 V is applied to the upper electrode bus line 32 corresponding to an image signal. In a pixel in which a voltage of 5 V or more is applied between the upper electrode 13 and the lower electrode 11, an electric field applied in the MIM insulating layer 12 causes
The electrons in the lower electrode 11 pass through the upper electrode 13 by a tunnel phenomenon. Some of these tunnel electrons pass through the upper electrode 13 and are radiated into the vacuum 55. The electrons emitted in the vacuum are accelerated by the accelerating voltage and
And the phosphor emits light. Upper electrode 1
Since the amount of electrons emitted to the vacuum 55 increases as the voltage between the lower electrode 11 and the lower electrode 11 increases, the upper electrode bus line 3
By adjusting the voltage applied to 2, an image can be displayed.
【0031】また、本実施例のように、加速電圧を4K
V程度と中速電子線領域にした場合には、蛍光体114
の真空側、すなわち電子線が入射してくる側にAl膜を
形成しても良い。具体的には、蛍光体114を塗布した
後で、セルロースなどのフィルミング材料を塗布し、さ
らに蒸着法でAlを100〜250nm程度の膜厚で形
成する。この後、面板を450℃に加熱するとフィルミ
ング材料が加熱分解して無くなり、蛍光体114とAl
膜が残る。また、このようにして多孔質のAl膜が得ら
れ、電子線の透過率が向上する。このようにAl膜を形
成すると、電子ビーム照射による蛍光体のチャージアッ
プが防げるので、輝度飽和が緩和されるとともに長寿命
化にも効果がある。さらに、蛍光体114内で発生した
発光のうち、真空側、すなわち観測者と反対側に抜け出
ようする光も、Al膜で反射されて観測者側に取り出さ
れるので、表示装置としての実質的な輝度が向上する。Further, as in this embodiment, the acceleration voltage is set to 4K.
In the case of a medium electron beam region of about V, the phosphor 114
An Al film may be formed on the vacuum side, that is, the side on which the electron beam enters. Specifically, after applying the phosphor 114, a filming material such as cellulose is applied, and Al is formed to a thickness of about 100 to 250 nm by an evaporation method. Thereafter, when the face plate is heated to 450 ° C., the filming material is thermally decomposed and disappears.
The film remains. In addition, a porous Al film is obtained in this manner, and the electron beam transmittance is improved. When the Al film is formed in this manner, charge-up of the phosphor due to electron beam irradiation can be prevented, so that the luminance saturation is reduced and the life is prolonged. Furthermore, of the light emitted in the phosphor 114, light that escapes to the vacuum side, that is, the side opposite to the observer, is reflected by the Al film and is extracted to the observer side, so that a substantial display device is provided. Brightness is improved.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明によれば、高発光効率で、長寿命
な電子線励起型表示装置を実現できる。According to the present invention, an electron-beam-excited display device having high luminous efficiency and long life can be realized.
【図1】本発明の第1の実施例の表示装置の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a display device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明で用いる蛍光体の発光輝度と電子の加速
電圧との特性図。FIG. 2 is a characteristic diagram of emission luminance of a phosphor used in the present invention and an acceleration voltage of electrons.
【図3】本発明で用いる蛍光体の相対発光効率の加速電
圧依存性を示す特性図。FIG. 3 is a characteristic diagram showing the acceleration voltage dependence of the relative luminous efficiency of the phosphor used in the present invention.
【図4】本発明による第2の実施例の表示装置の断面
図。FIG. 4 is a sectional view of a display device according to a second embodiment of the present invention.
【図5】第2の実施例における蛍光体の塗布パターンと
スペーサの形とを示した平面図。FIG. 5 is a plan view showing an application pattern of a phosphor and a shape of a spacer in a second embodiment.
【図6】第2の実施例における下部電極,上部電極,上
部電極バスラインのパターンを示した平面図。FIG. 6 is a plan view showing a pattern of a lower electrode, an upper electrode, and an upper electrode bus line in the second embodiment.
10…基板、21…陰極バスライン、22…保護抵抗
層、55…真空、110…面板、112…加速電極、1
14…蛍光体、542…エミッタチップ、543…絶縁
層、545…ゲート電極。DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... board | substrate, 21 ... cathode bus line, 22 ... protective resistance layer, 55 ... vacuum, 110 ... face plate, 112 ... acceleration electrode, 1
14 phosphor, 542 emitter tip, 543 insulating layer, 545 gate electrode.
Claims (10)
トリウム(Y),スカンジウム(Sc),原子番号57番〜
62番,64番〜71番の希土類元素、および周期律表
のIIb族元素の群から選ばれた少なくとも1種類の元
素、0<a<1)で表される自己付活蛍光体を含有する
青色発光スクリーンを0.1KV〜10KV に加速した
電子線で発光させることを特徴とする表示装置。1. A general composition formula: MP a V 1 -a O 4 (where M is yttrium (Y), scandium (Sc), atomic number 57-)
The self-activated phosphor represented by 0 <a <1) containing at least one element selected from the group consisting of the 62nd and 64th to 71st rare earth elements and the group IIb element of the periodic table. A display device, wherein a blue light emitting screen emits light with an electron beam accelerated to 0.1 KV to 10 KV.
Mはイットリウム(Y),スカンジウム(Sc),原子
番号57番〜62番,64番〜71番の希土類元素、お
よび周期律表のIIb族元素の群から選ばれた少なくとも
1種類の元素、0<a<1,0<b<1)で表される三
価のユーロピウムで活性化された蛍光体を含有する赤色
発光スクリーンを0.1KV〜10KV に加速した電子
線で発光させることを特徴とする表示装置。2. A general composition formula M 1-a Eu a P b V 1-b O 4 ( wherein M is yttrium (Y), scandium (Sc), atomic number 57 No. No. - 62, the No. 64 No. to 71 Phosphor activated by trivalent europium represented by a rare earth element and at least one element selected from the group consisting of group IIb elements of the periodic table, 0 <a <1,0 <b <1) A display device characterized in that a red light-emitting screen containing is emitted by an electron beam accelerated to 0.1 KV to 10 KV.
トリウム(Y),スカンジウム(Sc),原子番号57番〜
62番,64番〜71番の希土類元素、および周期律表
のIIb族元素の群から選ばれた少なくとも1種類の元
素、0<a<1)で表される自己付活蛍光体と、導電性
材料とを混合した青色発光スクリーンを0.1KV〜1
0KVに加速した電子線で発光させることを特徴とする
表示装置。3. A general composition formula: MP a V 1 -a O 4 (where M is yttrium (Y), scandium (Sc), atomic number 57-)
A self-activated phosphor represented by 0 <a <1) selected from the group consisting of a rare earth element of Nos. 62, 64 to 71, and a group IIb element of the periodic table; 0.1 KV to 1
A display device which emits light with an electron beam accelerated to 0 KV.
Mはイットリウム(Y),スカンジウム(Sc),原子
番号57番〜62番,64番〜71番の希土類元素、お
よび周期律表のIIb族元素の群から選ばれた少なくとも
1種類の元素、0<a<1,0<b<1)で表される三
価のユーロピウムで活性化された蛍光体,導電性材料と
を混合した赤色発光スクリーンを0.1KV〜10KV
に加速した電子線で発光させることを特徴とする表示装
置。4. The general composition formula M 1-a Eu a P b V 1-b O 4 ( wherein M is yttrium (Y), scandium (Sc), atomic number 57 No. No. - 62, the No. 64 No. to 71 Phosphor activated by trivalent europium represented by a rare earth element and at least one element selected from the group consisting of group IIb elements of the periodic table, 0 <a <1,0 <b <1) 0.1KV to 10KV red light emitting screen mixed with conductive material
A display device characterized in that light is emitted by an electron beam accelerated to a high level.
nO2 を含む材料を用いた請求項3または請求項4の表
示装置。5. The method according to claim 1, wherein said conductive material is In 2 O 3 or S
5. The display device according to claim 3, wherein a material containing nO 2 is used.
しMはガドリニウム(Gd)またはランタン(La),
0≦x<1,0<a<1)で表される自己付活蛍光体を
含有する青色発光スクリーンを0.1KV〜10KV に
加速した電子線で発光させることを特徴とする表示装
置。6. A general composition formula (Y 1-x M x ) P a V 1-a O 4 (where M is gadolinium (Gd) or lanthanum (La),
A display device wherein a blue light-emitting screen containing a self-activating phosphor represented by 0 ≦ x <1, 0 <a <1) emits light with an electron beam accelerated to 0.1 to 10 KV.
4(ただしMはガドリニウム(Gd)またはランタン(L
a),0≦x<1,0<a<1,0<b<1)で表され
る三価のユーロピウムで活性化された蛍光体を含有する
赤色発光スクリーンを0.1KV〜10KVに加速した
電子線で発光させることを特徴とする表示装置。7. The general composition formula Y 1-ax M x Eu a P b V 1-b O
4 (M is gadolinium (Gd) or lanthanum (L
a), accelerating a red light-emitting screen containing a phosphor activated with trivalent europium represented by 0 ≦ x <1, 0 <a <1, 0 <b <1) to 0.1 KV to 10 KV A display device, wherein the display device emits light with an electron beam.
4(ただしMはガドリニウム(Gd)またはランタン
(La),0≦x<1,0<a<1,0<b<1)で表
される三価のテルビウム(Tb)で活性化された蛍光体
を含有する緑色発光スクリーンを0.1KV〜10KV
に加速した電子線で発光させることを特徴とする表示装
置。8. The general composition formula Y 1-ax M x Tb a P b V 1-b O
4 (where M is gadolinium (Gd) or lanthanum (La), fluorescence activated by trivalent terbium (Tb) represented by 0 ≦ x <1, 0 <a <1, 0 <b <1) A green light-emitting screen containing a body is 0.1 KV to 10 KV
A display device characterized in that light is emitted by an electron beam accelerated to a high level.
ルミニウム膜を形成した請求項1,2,3,4,5,
6,7または8に記載の表示装置。9. An aluminum film is formed on an electron beam incident side of said phosphor screen.
9. The display device according to 6, 7, or 8.
上かつ50μm以下とした請求項1,2,3,4,5,
6,7または8に記載の表示装置。10. A phosphor screen having a thickness of 5 μm or more and 50 μm or less.
9. The display device according to 6, 7, or 8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23391596A JPH1077471A (en) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | Display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23391596A JPH1077471A (en) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | Display |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1077471A true JPH1077471A (en) | 1998-03-24 |
Family
ID=16962597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23391596A Pending JPH1077471A (en) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | Display |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1077471A (en) |
-
1996
- 1996-09-04 JP JP23391596A patent/JPH1077471A/en active Pending
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