JP2003013059A

JP2003013059A - カラー陰極線管及びそれに用いる赤色蛍光体

Info

Publication number: JP2003013059A
Application number: JP2001194913A
Authority: JP
Inventors: Hideji Matsukiyo; 秀次松清; Yasuhide Kashiwakura; 康秀柏倉; Masaki Nishikawa; 昌樹西川; Shoko Nishizawa; 昌紘西澤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2003-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】電子ビームの励起密度が増大しても発光効率
の低下が少なく、高い画面表示輝度を維持することが可
能なカラー陰極線管及びそれに用いる赤色蛍光体を提供
する。【解決手段】カラー陰極線管のパネル部１のフェース
プレート１Ｆ内面に形成される赤色蛍光体であって、イ
ットリウム（Ｙ）、酸素（Ｏ）及び硫黄（Ｓ）の各元素
を主構成母体とし、発光センターがユーロピウムイオン
（Ｅｕ³⁺）であり、テルビウム（Ｔｂ）とプラセオジム
（Ｐｒ）の元素の一方もしくは両方を赤色蛍光体１ｇ中
に５×１０^-6乃至７×１０^-5ｇの範囲内の量を含有する
とともに、カルシウム（Ｃａ）元素を赤色蛍光体１ｇ中
に１×１０^-5乃至１×１０^-3ｇの範囲内の量を含有して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー陰極線管及
びそれに用いる赤色蛍光体に係り、特に、赤色蛍光体の
組成を選択することにより、蛍光膜の温度上昇時におい
ても、発光効率の低下及び輝度変動をそれぞれ少なくす
ることを可能にしたカラー陰極線管及びそれに用いる赤
色蛍光体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラー陰極線管は、パネル部フ
ェースプレート内面に形成した蛍光膜において表示画像
が形成されるもので、赤色、緑色、青色の各蛍光体をモ
ザイク状もしくはストライプ状に交互に塗り分けて構成
した蛍光膜である。

【０００３】ところで、既知のカラー陰極線管において
は、通常、蛍光膜を構成する赤色蛍光体にユーロピウム
付活酸硫化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ⁺³）を使用
している。このユーロピウム付活酸硫化イットリウム
（Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ⁺³）赤色蛍光体は、発光センターで
あるユーロピウム（Ｅｕ⁺³）が、母体となる酸硫化イッ
トリウム（Ｙ₂Ｏ₂）において数％程度のイットリウム
（Ｙ）原子と置換されたものである。また、蛍光膜は、
赤色蛍光体の表面に酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）からなる顔料
フィルタを付着させ、表示画像のコントラストを高めて
いる。

【０００４】さらに、既知のカラー陰極線管において
は、赤色蛍光体に特定のイオンを微量添加することによ
り、発光特性の改善を図っている。例えば、赤色蛍光体
の発光効率が電子ビームの励起強度に比例しなくなる状
態、いわゆる赤色蛍光体に輝度飽和が生じ、赤色輝度が
それ以上増加しなくなるのを改善するために、テルビウ
ム（Ｔｂ）もしくはプラセオジム（Ｐｒ）元素を１０^-4
乃至１０^-2原子％の範囲内で添加することが知られてい
る。このような赤色輝度の改善については、例えば、
「蛍光体ハンドブック」（蛍光体ハンドブック学会編、
オーム社出版、１９８７年）の第１７４頁の図３・１・
６に、テルビウム（Ｔｂ）及びプラセオジム（Ｐｒ）元
素の最適値がそれぞれ１．３×１０^-3原子％（約１．７
×１０^-5ｇ／ｇ）乃至７×１０^-3原子％（約４×１０^-6
ｇ／ｇ）の範囲内にあるとの記載がある。この他にも、
赤色蛍光体にサマリウム（Ｓｍ）イオンを添加すること
により、ユーロピウム付活酸硫化イットリウム（Ｙ₂Ｏ
₂Ｓ：Ｅｕ⁺³）赤色蛍光体の発光色調を深赤色化するこ
とも知られており、市販の赤色蛍光体には、千数百ｐｐ
ｍの酸化サマリウム（Ｓｍ₂Ｏ₃）が含有されている。
そして、このような赤色蛍光体に関する各種の情報は、
例えば、前述の「蛍光体ハンドブック」第１６６乃至第
１８０頁、及び、第２５４乃至第２６１頁等に記載され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】既知のカラー陰極線管
においては、赤色蛍光体としてユーロピウム付活酸硫化
イットリウム（Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ⁺³）が使用されている
が、最近のカラー陰極線管における表示画像の高精細化
及び高コントラスト化に伴って、蛍光面を照射する電子
ビームの励起密度を次第に増加させる必要が生じてい
る。この場合、蛍光面を照射する電子ビームの励起密度
を増大させると、赤色蛍光体に特有の現象として、電子
ビームの励起密度が増大すると、蛍光膜の温度上昇をも
たらし、それにより赤色蛍光体の発光効率が低下する、
いわゆる輝度飽和と温度消光現象が顕著に現れるように
なる。このため、カラー陰極線管は、赤色蛍光体の発光
効率の低下によって動作中に表示画面の画質が劣化する
ようになり、しかも、赤色輝度の低下によって白色色度
が大きく変化するようになる。

【０００６】本発明は、このような技術的背景に鑑みて
なされたもので、その目的は、電子ビームの励起密度が
増大しても発光効率の低下が少なく、高い画面表示輝度
を維持することが可能なカラー陰極線管及びそれに用い
る赤色蛍光体を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による赤色蛍光体は、カラー陰極線管のパネ
ル部フェースプレート内面に形成されるものであって、
イットリウム（Ｙ）、酸素（Ｏ）及び硫黄（Ｓ）の各元
素を主構成母体とし、発光センターがユーロピウムイオ
ン（Ｅｕ³⁺）であり、テルビウム（Ｔｂ）とプラセオジ
ム（Ｐｒ）の元素の一方もしくは両方を赤色蛍光体１ｇ
中に５×１０^-6乃至７×１０^-5ｇの範囲内の量を含有す
るとともに、カルシウム（Ｃａ）元素を含有する第１の
手段を具備している。

【０００８】一般に、赤色蛍光体の発光特性は、赤色蛍
光体結晶に含有される不純物によって大きな影響を受け
ることが知られているので、第１の手段においては、ユ
ーロピウム付活酸硫化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ
⁺³）赤色蛍光体を化学合成する際に、原料として入手可
能な最高に高純度のものを用いている。

【０００９】そして、第１の手段によれば、テルビウム
（Ｔｂ）とプラセオジム（Ｐｒ）の元素の一方もしくは
両方を赤色蛍光体１ｇ中に５×１０^-6乃至７×１０^-5ｇ
の範囲内の量を含有させることにより、既知の赤色蛍光
体と同様に、赤色蛍光体の輝度飽和が生じるのを抑圧す
るとともに、赤色蛍光体の添加物としてカルシウム（Ｃ
ａ）元素を選定することにより、赤色蛍光体の発光効率
を向上させている。得られた赤色蛍光体は、輝度飽和の
発生が抑えられるために電子ビームの励起密度が増大し
ても発光効率の低下が少なくなり、しかも、赤色蛍光体
の発光効率が向上したことにより高い画面表示輝度を維
持することが可能になる。

【００１０】この場合、第１の手段におけるカルシウム
（Ｃａ）元素の含有量は、赤色蛍光体１ｇ中に１×１０
^-5乃至１×１０^-3ｇの範囲内であることが好ましい。

【００１１】このような構成にすることにより、カルシ
ウム（Ｃａ）元素を含有しない赤色蛍光体に比べて発光
効率を１％以上向上させることができ、高い画面表示輝
度を維持させることができる。

【００１２】また、第１の手段におけるカルシウム（Ｃ
ａ）元素の含有量は、赤色蛍光体１ｇ中に２×１０^-5乃
至５×１０^-4ｇの範囲内であることがより好ましい。

【００１３】このような構成にすることにより、カルシ
ウム（Ｃａ）元素を含有しない赤色蛍光体に比べて発光
効率を２％以上向上させることができ、より高い画面表
示輝度を維持させることができる。

【００１４】さらに、前記目的を達成するために、本発
明によるカラー陰極線管は、フェースプレート内面に赤
色、緑色、青色の各蛍光体を塗布して形成した蛍光膜
と、蛍光膜に近接対向配置した色選別機構とを有するパ
ネル部と、電子ビームを出射する電子銃を内蔵したネッ
ク部と、パネル部とネック部とを連設するファンネル部
とを有するものであって、赤色蛍光体は、イットリウム
（Ｙ）、酸素（Ｏ）及び硫黄（Ｓ）の各元素を主構成母
体とし、発光センターがユーロピウムイオン（Ｅｕ³⁺）
であり、テルビウム（Ｔｂ）とプラセオジム（Ｐｒ）の
元素の一方もしくは両方を赤色蛍光体１ｇ中に５×１０
^-6乃至７×１０^-5ｇの範囲内の量を含むとともに、カル
シウム（Ｃａ）元素を含んだ組成からなっている第２の
手段を具備している。

【００１５】前記第２の手段によれば、赤色蛍光体とし
て、テルビウム（Ｔｂ）とプラセオジム（Ｐｒ）の元素
の一方もしくは両方を赤色蛍光体１ｇ中に５×１０^-6乃
至７×１０^-5ｇの範囲内の量を含有させることにより、
既知の赤色蛍光体を用いた表示画面と同様に、赤色蛍光
体の輝度飽和が生じるのを抑圧することができるだけで
なく、赤色蛍光体の添加物としてカルシウム（Ｃａ）元
素を選定することにより、赤色蛍光体の発光効率を向上
させるようにしている。このような特性の赤色蛍光体を
用いれば、赤色蛍光体における輝度飽和の発生が抑えら
れるために電子ビームの励起密度が増大しても赤色蛍光
体の発光効率の低下が少なくなり、しかも、赤色蛍光体
の発光効率が向上したことにより画面表示輝度を高い状
態に維持させることが可能になる。

【００１６】この場合、第２の手段における赤色蛍光体
のカルシウム（Ｃａ）元素の含有量は、赤色蛍光体１ｇ
中に１×１０^-5乃至１×１０^-3ｇの範囲内であることが
好ましい。

【００１７】このような構成にすることにより、カルシ
ウム（Ｃａ）元素を含有しない既知の赤色蛍光体を用い
た場合に比べて赤色蛍光体の発光効率を１％以上向上さ
せることができ、画面表示輝度を高い状態に維持させる
ことができる。

【００１８】また、第２の手段における赤色蛍光体のカ
ルシウム（Ｃａ）元素の含有量は、赤色蛍光体１ｇ中に
２×１０^-5乃至５×１０^-4ｇの範囲内であることがより
好ましい。

【００１９】このような構成にすることにより、カルシ
ウム（Ｃａ）元素を含有しない既知の赤色蛍光体を用い
た場合に比べて赤色蛍光体の発光効率を２％以上向上さ
せることができ、画面表示輝度をより高い状態に維持さ
せることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００２１】図１は、本発明によるカラー陰極線管の１
つの実施の形態を示すもので、その要部構成を示す断面
図である。

【００２２】図１に示されるように、この実施の形態に
よるカラー陰極線管は、前面側に広開口のフェースプレ
ート１Ｆを有するパネル部１と、細径のネック部２と、
パネル部１とネック部２とを連設する漏斗形状のファン
ネル部３とからなる真空容器と、フェースプレート１Ｆ
内面に赤色、緑色、青色の蛍光体をモザイク状またはス
トライプ状に交互に塗布形成した蛍光膜４と、蛍光膜４
上に蒸着されたアルミニウム（Ａｌ）製のメタルバック
５と、蛍光膜４に近接対向配置され、多数の電子ビーム
透過孔（図示なし）を有するシャドウマスク（色識別機
構）６と、ファンネル部３のパネル部１側内部に配置さ
れた磁気シールド７と、ネック部２とファンネル部３と
の接続部分の外周に配置された偏向ヨーク８と、ネック
部２に内蔵された電子銃９とを備えている。そして、電
子銃９から放射された電子ビーム１０は、偏向ヨーク８
によって走査され、その進行方向が走査量に応じて適宜
屈曲された後、シャドウマスク６の電子ビーム透過孔を
通して蛍光膜４に投射され、蛍光膜４上に所要の表示画
像を形成させるもので、このような画像表示は、カラー
陰極線管の分野においてよく知られていることであるの
で、このカラー陰極線管における画像表示については、
これ以上の説明を省略する。

【００２３】この場合、蛍光膜４を構成する赤色蛍光体
は、イットリウム（Ｙ）、酸素（Ｏ）及び硫黄（Ｓ）の
各元素を主構成母体とし、発光センターがユーロピウム
イオン（Ｅｕ³⁺）であり、赤色蛍光体１ｇ中にそれぞれ
テルビウム（Ｔｂ）元素を１×１０^-5ｇとカルシウム
（Ｃａ）元素を１×１０^-4ｇを含有している。

【００２４】ここで、図２は、図１に図示されたカラー
陰極線管における蛍光膜４の温度と蛍光膜４の赤色蛍光
体から得られる赤色輝度との関係を示す特性図である。

【００２５】図２において、横軸は（Ｋ）で表した蛍光
膜４の温度であり、縦軸は（ｃｄｍ ^-2）で表した赤色蛍
光体の赤色輝度である。

【００２６】そして、図２における特性曲線Ａは、赤色
蛍光体１ｇ中にカルシウム（Ｃａ）元素を１×１０^-4ｇ
含有させたときの特性曲線であり、特性曲線Ｂは、赤色
蛍光体１ｇ中にカルシウム（Ｃａ）元素を１×１０^-3ｇ
含有させたときの特性曲線である。また、特性曲線Ｃ
は、赤色蛍光体中にカルシウム（Ｃａ）元素を含有して
いない既知の赤色蛍光体の特性曲線であって、特性曲線
Ａ及び特性曲線Ｂと特性曲線Ｃとの比較のために挙げた
ものである。

【００２７】図２に示されるように、赤色蛍光体１ｇ中
のカルシウム（Ｃａ）元素の含有量が１×１０^-4ｇであ
る赤色蛍光体の特性曲線Ａは、赤色蛍光体中にカルシウ
ム（Ｃａ）元素を含有していない赤色蛍光体の特性曲線
Ｃに比べると、蛍光膜４の実働温度２９０乃至３５０Ｋ
の範囲内で２乃至４％程度の高い赤色輝度を得ることが
できる。これに対して、赤色蛍光体１ｇ中のカルシウム
（Ｃａ）元素の含有量が１×１０^-3ｇである赤色蛍光体
の特性曲線Ｂは、室温（３００Ｋ）付近で赤色蛍光体中
にカルシウム（Ｃａ）元素を含有していない赤色蛍光体
の特性曲線Ｃに比べて、３乃至４％程度の高い赤色輝度
を得ることができるものの、蛍光膜４の実働温度が高く
なるに従って赤色輝度の低下割合が特性曲線Ｃに比べて
大きくなり、蛍光膜４の実働温度が３５０Ｋ程度になる
と、特性曲線Ｃよりも赤色輝度が低くなっている。

【００２８】このように、蛍光膜４の実働温度の上昇に
伴う赤色蛍光体の赤色輝度の低下、いわゆる温度消光
は、カルシウム（Ｃａ）元素の含有量が増えるに従って
顕著になるので、赤色蛍光体にカルシウム（Ｃａ）元素
を含有させて赤色輝度の向上を図るためには、実用上、
適正な含有量の範囲があることが判る。なお、赤色蛍光
体１ｇ中のカルシウム（Ｃａ）元素の含有量の好ましい
範囲については、後述する。

【００２９】次に、図３は、図１に図示されたカラー陰
極線管における赤色蛍光体１ｇ中のカルシウム（Ｃａ）
元素の含有量と赤色蛍光体における赤色相対輝度との関
係を示す特性図である。

【００３０】図３において、横軸は（ｇ）で表した赤色
蛍光体１ｇ中のカルシウム（Ｃａ）元素の含有量であ
り、縦軸は赤色蛍光体の相対赤色輝度である。そして、
この特性は、コンピュータ端末モニタである５１ｃｍ
（２１インチ）のカラー陰極線管（カラーディスプレイ
管）の実働蛍光膜４の実働温度を約３２５Ｋ（５２℃）
になるように設定し、電子ビーム加速電圧を２７．５ｋ
Ｖ、電子ビーム照射電流値を１．２μＡ、電子ビーム照
射面積を４０ｍｍ×３０ｍｍにして、赤色蛍光体の赤色
輝度を測定したものであって、赤色蛍光体内にカルシウ
ム（Ｃａ）元素を含有していないときの赤色蛍光体の赤
色輝度を１．００としたときの、赤色蛍光体１ｇ中のカ
ルシウム（Ｃａ）元素の含有量を変化させたときの赤色
蛍光体の赤色相対輝度を測定したものである。

【００３１】図３に示されるように、赤色蛍光体の赤色
相対輝度が１．００を超えているカルシウム（Ｃａ）元
素の含有量の範囲は、赤色蛍光体１ｇ中のカルシウム
（Ｃａ）元素の含有量が５×１０^-6乃至１．５×１０^-3
ｇの範囲内であるが、実用上、有意な効果が表われる部
分は、赤色相対輝度が１．０１以上になる１×１０^-5乃
至１×１０^-3ｇの範囲内であって、赤色蛍光体１ｇ中の
カルシウム（Ｃａ）元素の含有量をこの範囲内に選択す
ることにより、高い赤色輝度を得ることができる。ま
た、有意な効果が顕著に表われる部分は、赤色相対輝度
が１．０２以上である２×１０^-5乃至５×１０^-4ｇの範
囲内で、赤色蛍光体１ｇ中のカルシウム（Ｃａ）元素の
含有量をこの範囲内に選択すれば、前述のカルシウム
（Ｃａ）元素の含有量を前述の範囲に選択したものに比
べて、さらに高い赤色輝度を得ることができる。

【００３２】次いで、図４は、図１に図示されたカラー
陰極線管における赤色蛍光体（蛍光膜４）の実働温度と
赤色蛍光体の熱発光強度との関係を示す特性図である。

【００３３】図４において、横軸は（Ｋ）で表した赤色
蛍光体の実働温度であり、縦軸は赤色蛍光体の熱発光強
度である。

【００３４】そして、図４における特性曲線Ａは、赤色
蛍光体１ｇ中にカルシウム（Ｃａ）元素を１×１０^-4ｇ
含有させたときの赤色蛍光体の特性曲線であり、特性曲
線Ｂは、赤色蛍光体１ｇ中にカルシウム（Ｃａ）元素を
１×１０^-3ｇ含有させたときの赤色蛍光体の特性曲線で
ある。また、特性曲線Ｃは、赤色蛍光体中にカルシウム
（Ｃａ）元素を含有していない既知の赤色蛍光体の特性
曲線であって、特性曲線Ａ及び特性曲線Ｂと特性曲線Ｃ
との比較のために挙げたものである。

【００３５】図４に示されるように、赤色蛍光体１ｇ中
のカルシウム（Ｃａ）元素の含有量が増えると、赤色蛍
光体の熱発光強度が増える傾向を示し、特に、実働温度
２３０Ｋ付近における熱発光強度が顕著に増えている。
このような現象は、赤色蛍光体中にカルシウム（Ｃａ）
元素を添加すると、添加したカルシウム（Ｃａ）元素に
深く関与したトラップが赤色蛍光体結晶中に形成されて
いるためである。

【００３６】一般的にいえば、トラップ密度が増大する
と、赤色蛍光体の発光効率は低下するようになるが、逆
に発光効率が増大する場合もある。よく知られている例
としては、本発明による赤色蛍光体中に微量添加されて
いるテルビウム（Ｔｂ）が赤色蛍光体結晶中に形成する
エネルギ準位によって、電子線照射強度の増大に対して
赤色発光強度が増加しない現象、いわゆる赤色輝度飽和
が低減されることである。この場合、添加したテルビウ
ム（Ｔｂ）の作用としては、赤色輝度飽和を生じさせる
硫黄（Ｓ）空孔を消滅させるかまたはその硫黄（Ｓ）空
孔の関与過程を妨害すると働きがあると考えられてい
る。ちなみに、図４に示す特性図には、実働温度２１０
Ｋ付近に、テルビウム（Ｔｂ）に深く関与した準位が形
成されている。

【００３７】図４の特性図に示されるように、本発明の
赤色蛍光体に添加されるカルシウム（Ｃａ）元素は、テ
ルビウム（Ｔｂ）元素よりも高温側（約２３０Ｋ付近）
における準位密度が顕著に増大した特性を示している。
そして、この準位に蓄えられたキャリア（電子もしくは
正孔）は、発光センターである３価ユーロピウム（Ｅｕ
³⁺）へのエネルギー伝達の助成をしているものと推測さ
れる。

【００３８】赤色蛍光体に添加されるカルシウム（Ｃ
ａ）元素の添加濃度は、赤色蛍光体の赤色発光強度を増
やすための最適な範囲がある。カルシウム（Ｃａ）元素
の添加濃度が高い場合には、赤色蛍光体の発光色調が赤
色から黄橙色に変化するため、赤色発光蛍光体としての
望ましい特性を得ることができない。このため、赤色蛍
光体の発光色調の変化が殆ど無視できるカルシウム（Ｃ
ａ）元素の添加濃度を選ぶ必要があるが、図３に図示の
特性図に示されるように、カルシウム（Ｃａ）元素の添
加効果を確認できる含有量の範囲は、赤色蛍光体１ｇ中
に１×１０^-5乃至１×１０^-3ｇの範囲内であることが好
適であり、その中でも、赤色蛍光体１ｇ中に２×１０^-5
乃至５×１０^-4ｇの範囲内であることが最も好適な範囲
である。

【００３９】なお、カルシウム（Ｃａ）元素とともに赤
色蛍光体に添加されるテルビウム（Ｔｂ）元素は、プラ
セオジム（Ｐｒ）元素であってもよく、それらを組み合
わせたものであってもよい。これらのテルビウム（Ｔ
ｂ）元素やプラセオジム（Ｐｒ）元素は、高密度励起状
態でより高い赤色発光強度を実現するために必要な元素
であるが、カルシウム（Ｃａ）元素を赤色蛍光体に添加
した場合に赤色発光強度が増える効果と、テルビウム
（Ｔｂ）元素またはプラセオジム（Ｐｒ）元素を添加し
た場合の効果とは、それぞれ独立した機能であるので、
テルビウム（Ｔｂ）元素とプラセオジム（Ｐｒ）元素と
を併合した組成のものを用いることが好適である。

【００４０】ここで、図１に図示されたカラー陰極線管
の蛍光膜４に用いる赤色蛍光体を製造する際の一例につ
いて説明する。

【００４１】始めに、ユーロピウム（Ｅｕ）及びテルビ
ウム（Ｔｂ）をそれぞれ含有する２３．０６０ｇの酸化
イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）を共沈法によって作製する。
このとき、ユーロピウム（Ｅｕ）は、イットリウム
（Ｙ）１ｍｏｌの中に０．３８ｍｏｌ含有し、テルビウ
ム（Ｔｂ）は、イットリウム（Ｙ）１ｇの中に２×１０
^-5ｇ含有するように調製し、原料１を得た。

【００４２】次に、水溶液１ｍｌの中にカルシウム（Ｃ
ａ）が１ｍｇ含有したカルシウム（Ｃａ）含有水溶液を
調製し、水溶液２を得た。この調製には、純度９９．９
９％以上の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）を所定量秤量
した水溶液に硝酸（ＨＮＯ₃）を加熱溶解させ、過剰の
硝酸痕を除去した後、水溶液１ｍｌ中に１ｍｇのカルシ
ウム（Ｃａ）が含有されるように純水で希釈したもので
ある。

【００４３】次いで、９．５５４ｇの純度９９％以上の
硫黄華（Ｓ）と、９．５７１ｇの純度９９％以上の炭酸
ナトリウム（ＮＡ₂ＣＯ₃）と、０．９８７ｇの純度９
９％以上のピロリン酸ナトリウム（Ｎａ₂Ｐ₂Ｏ₇）
と、２．５６８ｇの純度９８％以上のリン酸カリウム
（Ｋ₃ＰＯ₄）とをそれぞれ準備した。

【００４４】続いて、原料１に所定量の水溶液２を混合
する。この混合は、エタノールを少量原料１に滴下し、
粉体状の原料１に湿りを与えてから、水溶液２をメスピ
ットを用いて原料１と混合した。混合した原料１と水溶
液２の昆合物は、封止蓋を用いて外気と遮断したアルミ
ナルツボに入れ、空気中において温度１１５０℃で２時
間可熱処理した。このとき、アルミナルツボの封止蓋
は、アロンセラミック剤によって封止した。

【００４５】次に、得られた生成物は、２回の水洗処理
を行い、次いで水篩を行った後、約生成物１リットル当
たり１ｍｏｌの塩酸（ＨＣｌ）による洗浄を３回行い、
さらあに、純水による洗浄を５回行った。

【００４６】さらに、生成物粒子の分散性を良好にする
ために表面処理を施し、蛍光体粒子を瀘別した後、空気
中において温度１２０℃で乾燥し、赤色蛍光体を作製し
た。

【００４７】このような化学合成によって作製した赤色
蛍光体は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した結
果、平均粒径が６μｍの粉体になっている。

【００４８】また、この赤色蛍光体は、粉末Ｘ線回析測
定を行った結果、回析パターンがＡＳＴＭ（Ａｍｅｒｉ
ｃａｎＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＴｅｓｔｉｎｇａ
ｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ）データに掲載された酸硫化イ
ットリウム（Ｙ₂Ｏ₂Ｓ）のパターンと一致していた。

【００４９】さらに、この赤色蛍光体に対して、ＥＬＡ
Ｎ誘導結合型プラズマ質量分析装置（Ｉｎｄｕｃｔｉｖ
ｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＡｒｇｏｎＰｌａｓｍａ
ＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、ＩＣＰ−ＭＳ）
を用い、赤色蛍光体中に含まれる微量元素の分析を行っ
た。この分析の結果、赤色蛍光体１ｇ中に含有されるテ
ルビウム（Ｔｂ）やカルシウム（Ｃａ）元素の分析値
は、測定誤差範囲内において化学合成時の仕込濃度に合
致していた。

【００５０】従って、この赤色蛍光体の化学合成が行わ
れる際に、意図的に添加した微量のテルビウム（Ｔｂ）
やカルシウム（Ｃａ）元素は、ほぼ全量が赤色蛍光体結
晶中に取り込まれているものと推測される。

【００５１】以上の説明においては、赤色蛍光体にサマ
リウム（Ｓｍ）元素が含有されていない赤色蛍光体につ
いてのものであるが、赤色蛍光体にサマリウム（Ｓｍ）
元素を含む赤色蛍光体であっても、同様の高い赤色輝度
特性を得ることができる。

【００５２】また、この赤色蛍光体は、カラー陰極線管
の蛍光膜４の発光原理と同じ発光原理によって動作する
発光型ディスプレイ装置（ＦＥＤ）の蛍光膜にも適用す
ることが可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よる赤色蛍光体によれば、テルビウム（Ｔｂ）とプラセ
オジム（Ｐｒ）の元素の一方もしくは両方を赤色蛍光体
１ｇ中に５×１０^-6乃至７×１０^-5ｇの範囲内の量を含
有させることにより、既知の赤色蛍光体と同様に、赤色
蛍光体の輝度飽和が生じるのを抑圧することができると
ともに、赤色蛍光体の添加物としてカルシウム（Ｃａ）
元素を選定することにより、赤色蛍光体の発光効率を向
上させているもので、得られた赤色蛍光体は、輝度飽和
の発生が抑えられるために電子ビームの励起密度が増大
しても発光効率の低下が少なく、しかも、赤色蛍光体の
発光効率が向上したことにより高い画面表示輝度を維持
することが可能になり、高い励起電流密度により蛍光膜
の温度が上昇しても、発光効率の低下が少なく高い画面
輝度を実現でき、電源投入後に蛍光膜の温度が上昇して
も、色調変化や輝度変化を少なくできるという効果があ
る。

【００５４】また、請求項４に記載の発明によるカラー
陰極線管によれば、赤色蛍光体として、テルビウム（Ｔ
ｂ）とプラセオジム（Ｐｒ）の元素の一方もしくは両方
を赤色蛍光体１ｇ中に５×１０^-6乃至７×１０^-5ｇの範
囲内の量を含有させることにより、既知の赤色蛍光体を
用いた表示画面と同様に、赤色蛍光体の輝度飽和が生じ
るのを抑圧することができるだけでなく、赤色蛍光体の
添加物としてカルシウム（Ｃａ）元素を選定することに
より、赤色蛍光体の発光効率を向上させるようにしてい
るもので、このような特性の赤色蛍光体を用いることに
より、赤色蛍光体における輝度飽和の発生が抑えられる
ために電子ビームの励起密度が増大しても赤色蛍光体の
発光効率の低下が少なくなり、しかも、赤色蛍光体の発
光効率が向上したことにより画面表示輝度を高い状態に
維持させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカラー陰極線管の１つの実施の形
態を示すもので、その要部構成を示す断面図である。

【図２】図１に図示されたカラー陰極線管における蛍光
膜の温度と蛍光膜の赤色蛍光体から得られる赤色輝度と
の関係を示す特性図である。

【図３】図１に図示されたカラー陰極線管における赤色
蛍光体１ｇ中のカルシウム元素の含有量と赤色蛍光体に
おける赤色相対輝度との関係を示す特性図である。

【図４】図１に図示されたカラー陰極線管における赤色
蛍光体の実働温度と赤色蛍光体の熱発光強度との関係を
示す特性図である。

【符号の説明】

１パネル部１Ｆフェースプレート２ネック部３ファンネル部４蛍光膜５メタルバック６シャドウマスク（色識別機構）７磁気シールド８偏向ヨーク９電子銃１０電子ビーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西川昌樹千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所ディスプレイグループ内 (72)発明者西澤昌紘千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所ディスプレイグループ内Ｆターム(参考） 4H001 CA06 XA08 XA16 XA39 YA20 YA59 YA63 YA65 5C036 CC02 CC18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カラー陰極線管のパネル部フェースプレ
ート内面に形成される赤色蛍光体であって、イットリウ
ム（Ｙ）、酸素（Ｏ）及び硫黄（Ｓ）の各元素を主構成
母体とし、発光センターがユーロピウムイオン（Ｅ
ｕ³⁺）であり、テルビウム（Ｔｂ）とプラセオジム（Ｐ
ｒ）の元素の一方もしくは両方を赤色蛍光体１ｇ中に５
×１０^-6乃至７×１０^-5ｇの範囲内の量を含むととも
に、カルシウム（Ｃａ）元素を含んでいることを特徴と
する赤色蛍光体。
【請求項２】前記カルシウム（Ｃａ）元素の含有量
は、赤色蛍光体１ｇ中に１×１０^-5乃至１×１０^-3ｇの
範囲内であることを特徴とする請求項１記載の赤色蛍光
体。
【請求項３】前記カルシウム（Ｃａ）元素の含有量
は、赤色蛍光体１ｇ中に２×１０^-5乃至５×１０^-4ｇの
範囲内であることを特徴とする請求項１記載の赤色蛍光
体。
【請求項４】フェースプレート内面に赤色、緑色、青
色の各蛍光体を塗布して形成した蛍光膜と、前記蛍光膜
に近接対向配置した色選別機構とを有するパネル部と、
電子ビームを出射する電子銃を内蔵したネック部と、前
記パネル部と前記ネック部とを連設するファンネル部と
を有するカラー陰極線管において、前記赤色蛍光体は、
イットリウム（Ｙ）、酸素（Ｏ）及び硫黄（Ｓ）の各元
素を主構成母体とし、発光センターがユーロピウムイオ
ン（Ｅｕ³⁺）であり、テルビウム（Ｔｂ）とプラセオジ
ム（Ｐｒ）の元素の一方もしくは両方を赤色蛍光体１ｇ
中に５×１０^-6乃至７×１０^-5ｇの範囲内の量を含むと
ともに、カルシウム（Ｃａ）元素を含んだ組成からなっ
ていることを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項５】前記赤色蛍光体における前記カルシウム
（Ｃａ）元素の含有量は、赤色蛍光体１ｇ中に１×１０
^-5乃至１×１０^-3ｇの範囲内の組成であることを特徴と
する請求項４記載のカラー陰極線管。
【請求項６】前記赤色蛍光体における前記カルシウム
（Ｃａ）元素の含有量は、赤色蛍光体１ｇ中に２×１０
^-5乃至５×１０^-4ｇの範囲内の組成であることを特徴と
する請求項４記載のカラー陰極線管。