JP3226344B2 - 希土類酸硫化物蛍光体及びこれを用いた高精細ブラウン管 - Google Patents

希土類酸硫化物蛍光体及びこれを用いた高精細ブラウン管

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高精細ブラウン管用
土類酸硫化物蛍光体及びこれを用いた高精細ブラウン管
に関する。
【0002】
【従来の技術】希土類酸硫化物蛍光体、例えばY2 2
S:Euはカラーブラウン管用赤色蛍光体、Gd2 2
S:Tbは投射管用緑色蛍光体として広く用いられてい
る。この種の蛍光体は、希土類酸化物原料のLn2 3
及びLn' 2 3 を一旦鉱酸に溶解し、しゅう酸(HO
OC−COOH)と反応させてしゅう酸塩として共沈さ
せ、これを加熱分解してLn2 3 ・Ln' 2 3 混晶
を生成し、硫化剤と融剤を加えて焼成する方法が知られ
ている。焼成温度は900〜1250℃程度であり、融
剤は上記の反応を促進させ、粒子の成長を促す役目を果
している。そして、蛍光体はその用途に応じて粒子径を
変化させる場合があるが、従来は上記のように、焼成温
度及び融剤の種類と添加量を変化させることにより対応
してきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、ブラウン管の高
精細化が進み、従来より小さなドットパターンあるいは
細いストライプパターンで蛍光体粒子をブラウン管に塗
布する必要が出てきた。従来の蛍光体を用いて小さなド
ットパターンあるいは細いストライプパターンを形成す
ると、蛍光体粒子が大きいために粒子と粒子の間の空間
が大きくなり、絵素(ドットパターン、ストライプ)の
膜充填度が低下し、かつ、エッジの凹凸も大きくなり、
形状も悪くなる。これらのことは、レベルの高い高精細
化を進める上で大きな障害となっている。特に、超高精
細ブラウン管においては、平均粒子径3μm以下の蛍光
体を使用する必要があるが、従来技術では強制粉砕、分
級等により平均粒子径4μm程度の蛍光体を得るのが限
度であった。
【0004】従来は、比較的大きな粒径の希土類酸硫化
物蛍光体を得るための添加物は知られている(例えば、
特公昭51−35555号公報、特開昭54−4618
2号公報、特開昭57−192484号公報がある)。
しかし、小さな粒径を得るための添加物は知られておら
ず、焼成温度等を変更して比較的小さな粒径の蛍光体を
得ようとすると、通常の蛍光体に比べて結晶成長が不十
分であるため、輝度が低く、かつ、粉体特性としての分
散性が悪くなり、上記の目的に沿った緻密で高輝度の蛍
光膜を形成することはできなかった。
【0005】また、印刷塗布用、ビューファインダー用
などの用途においては、小さな粒子(2μm程度)が必
要とされているが、上記のように、これを満足する製法
は未だ確立しておらず、強制粉砕、分級等による輝度劣
化、低い収率に甘んじ、大粒子の蛍光体をやむをえず使
用していた。本発明は、上記の問題点を解消し、高輝度
を有する3μ以下の小粒子の高精細ブラウン管用希土
類酸硫化物蛍光体及びこれを用いた高精細ブラウン管
提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、一般式(Ln
1-x-y Lax Ln’y 2 2 Sで表され、Lnは、
Y,Gd,Sc及びLuから選択される少なくとも1種
の元素であり、Ln’は、Eu及びTbから選択される
少なくとも1種の元素であり、x及びyはそれぞれ0.
005≦x≦0.07及び0.0001≦y≦0.2の
範囲であることを特徴とする高精細ブラウン管用希土類
酸硫化物蛍光体、及び、平均粒子径が3μm以下であ
る、請求項1記載の希土類酸硫化物蛍光体を蛍光膜に含
有することを特徴とする高精細ブラウン管である。
【0007】
【作用】希土類酸化物に硫化剤と融剤とを混合して加熱
合成して希土類酸硫化物蛍光体を製造するときには、蛍
光体の粒子成長は硫化剤と融剤と焼成温度の影響を受
け、粒径制御は主に融剤の種類と量及び焼成温度の選択
によっていた。しかし、これらの方法では、4μmを上
回る粒径制御は可能であるが、4μm以下の小粒径の蛍
光体を得ることはできなかった。
【0008】そこで、本発明者等は、従来からの粒径制
御の考え方を変え、粒子の小粒化と添加剤の関係を研究
した結果、Y,Gd,Sc,Lu等の酸硫化物結晶母体
に対して同属の希土類であるLaを極めて少量の限られ
た範囲の量を添加すると、結晶形成に際して粒子成長を
抑制する効果があることを見出した。即ち、本発明は、
希土類酸硫化物蛍光体組成中にLaを0.5原子%越
え、7原子%以下の範囲で含有させることにより、従来
不可能であった粒径3μm以下の、平均粒子径が1〜3
μmの希土類酸硫化物蛍光体を安定して製造できること
を見出した。
【0009】なお、希土類母体の相当量をランタン(L
a)で置換した希土類酸硫化物蛍光体が、特公昭49─
33743号公報、特公昭49─33744号公報(対
応する米国特許第3418246号)、特公昭51─6
106号公報に記載されているが、本発明とは目的を異
にし、Laの置換量も相違する。また、希土類母体の
0.005〜0.1原子%をLaで置換して蛍光体粒子
径を大きくすることは、特開昭50─15793号公報
に記載されているが、本発明とは目的を異にし、Laの
置換量も相違する。
【0010】図1は、希土類酸硫化物蛍光体原料に酸化
ランタンを添加して、Laの添加量(原子%)と蛍光体
粒子径(d50)〔蛍光体を水性電解液に分散し、超音波
分散処理した後、コールターカウンター・モデルTA−
II(コールター社製)で測定した〕との関係を示したグ
ラフであり、Laの添加量により蛍光体粒子径を極めて
小さくできることが分かる。なお、Laの添加は、下記
の実施例で示す共沈法で晶析することが好ましく、下記
の諸特性の向上にも役立つ。他方、希土類酸硫化物蛍光
体へのLaの添加量が増加すると、蛍光体の発光色CI
E色度図におけるx値が小さくなる傾向があるので、発
光色の管理や色純度をより高く保持するためにはLaの
添加量を低くする方が望ましい。また、本発明者は、上
記の蛍光体をバインダー水溶液に入れて蛍光体スラリー
を調製し、長期間のスラリーの安定性及び該蛍光体スラ
リーを用いて形成した蛍光膜の特性を調べたところLa
添加量の少ない方が優れていることが分かった。
【0011】本発明は、上記の点を考慮して、Laの添
加量(x値)が0.005<x≦0.07,特に、0.
006≦x≦0.05の範囲が好ましい。その中でも、
色純度を保持し、スラリー安定性を保持するためには、
0.005<x≦0.04,特に、0.006≦x≦
0.03の範囲が好ましい。また、粒径分布の点を加味
すると、0.007≦x≦0.05,特に、0.008
≦x≦0.04の範囲が好ましい。
【0012】一方、得られる蛍光体の粒子径のみに着目
すると、希土類酸硫化物蛍光体の平均粒子径を2μm以
下に安定して保持するためには、上記一般式のx値を1
〜6原子%の範囲、好ましくは1.8〜5.5原子%の
範囲とすることが好ましい。なお、本発明の上限を越え
てLaを添加すると、単粒子の粒子径が3μm以下の微
細粒子が得られる場合もあるが、結晶成長が不十分等の
理由により、再凝集を生じて凝集体の実質上の平均粒子
径は4μm以上となるため、品質上高精細ブラウン管に
適用することができなかった。なお、上記のLa置換
は、母体結晶の粒子径の制御に効果があり、付活剤の種
類にほとんど影響されず、上記の効果が奏されることを
確認している。そして、Eu,Tb,Sm,Er,T
m,Dy,Ho,Nd及びPrから選択される1種以上
の元素で付活される蛍光体においても、上記の効果は同
様に奏される。
【0013】なお、添加原料としては酸化ランタンの代
わりにしゅう酸ランタン、炭酸ランタン、硝酸ランタ
ン、亜硫酸ランタン等のランタン化合物を使用すること
も可能である。また、上記のランタンの添加により、従
来の無添加の蛍光体と比較すると、多少色調の変化はあ
るものの、付活剤の量を制御することにより充分に調整
可能であり、実用上の問題は無く、高精細用ブラウン管
に適用することのできるものである。
【0014】
【実施例】
(実施例1〜3、比較例1〜4)表1のようにY
2 3 、Eu2 3 及びLa2 3 を配合してLaの置
換割合を0.5〜12原子%の範囲で変化させ、さら
に、各々にSを138g,Na2 CO3 を96g,K3
PO4 を15g、よく混合した後、アルミナるつぼに入
れて1080℃で1時間焼成し、焼成物を水によく溶解
させ、洗浄を繰り返し、さらに、残留アルカリ分を硝酸
で中和し、その後ボールミルで分散処理を施し、脱水濾
過し、120℃で10時間乾燥した後150メッシュで
篩仕上げを行った。得られた実施例1の蛍光体は一般式
(Y0.929 La0.030 Eu0.041 2 2 Sで表される
赤色蛍光体であり、実施例3の蛍光体は一般式(Y
0.899 La0.06 0 Eu0.041 2 2 Sで表される赤色
蛍光体であった。また、LaをY2 3 及びEu2 3
と同時にしゅう酸塩として共沈させ、加熱分解して得た
2 3 ・Eu2 3 ・La2 3 混晶を原料とする以
外は上記と同様にして、一般式(Y0.929 La0.030
0.041 2 2 Sで表される実施例2の蛍光体を得
た。
【0015】また、比較のために、上記の原料組成から
La2 3 を省略し、実施例1と同様の条件で一般式
(Y0.959 Eu0.041 2 2 Sの赤色蛍光体(比較例
1)を得、また、表1のように、本発明の範囲を外れる
Laの置換割合でLa2 3 を配合し、実施例1と同様
の条件で一般式(Y0.954 La0.005 Eu0.041 2
2 Sの赤色蛍光体(比較例2)、一般式(Y0.869 La
0.090 Eu0.041 2 2 Sの赤色蛍光体(比較例
3)、一般式(Y0.839 La0.120 Eu0.041 2 2
Sの赤色蛍光体(比較例4)を得た。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】これらの蛍光体の特性を比較すると表2の
通り、特に、蛍光体を高精細パターンのブラウン管に適
用して塗布特性を調べると、実施例1〜3の蛍光体は比
較例1〜4の蛍光体よりも粒径が小さいために、緻密な
蛍光体膜を形成することができ、この蛍光膜は充填度及
びドット形状ともに優れていた。Laの添加量を基に比
較すると、0.5原子%以下の場合は、蛍光体の小粒子
化効果が不十分であり、9原子%以上の場合は、粒子成
長が不十分で、かつ、結晶形並びに分散性も悪いため、
再凝集を起こし、結果として塗布特性を低下させたもの
と思われる。なお、酸化ランタンの添加量を変化させて
上記実施例1の条件で蛍光体を製造し、その添加量と蛍
光体の粒径との関係を示すと、図1のグラフの通りであ
る。また、実施例2のように、Laを他の原料と混晶に
したものを用いると、粒子径(d50)は実施例1と比較
して小さくすることができ、換言すると、同じ粒子径
(d50)の蛍光体を得るためには、上記の混晶を用いる
ことによりLaの添加量を少なくすることができる。
【0019】次に、上記の3μm以下の赤色発光蛍光体
と、平均粒子径がいずれも3μm以下の青色発光蛍光体
(ZnS:Ag,Al)及び緑色発光蛍光体(ZnS:
Cu,Al)を用いて、高精細のカラーブラウン管を作
製したところ、極めて良好な表示を得ることができた。
他方、上記蛍光体に微量のTb,Sm等を共付活剤とし
て添加し、同様の実験を行ったところ、同様の効果を示
した。
【0020】(実施例4、比較例5)Gd2 3 :95
g,Tb4 7 :1.5g,S:46g,Na2
3 :32g,K3 PO4 :13g,La2 3 :5g
からなる化合物をよく混合してアルミナるつぼに入れて
1100℃で1時間焼成し、実施例1と同様に処理して
実施例4の緑色蛍光体を得た。得られた実施例4の蛍光
体は、一般式(Gd0.930 La0.055 Tb0.015 2
2 Sで表される緑色蛍光体であった。また、比較のため
に、上記の原料組成からLa2 3 を省略し、実施例4
と同様にしての条件で一般式(Gd0.985 Tb 0.015
2 2 Sの緑色蛍光体(比較例5)を得た。これらの蛍
光体の特性を比較すると表3の通りであった。この蛍光
体を高精細パターンのブラウン管に適用して塗布特性を
調べると、実施例4の蛍光体を用いる場合は、緻密な蛍
光膜を形成することができ、この蛍光膜は充填度及びド
ット形状ともに優れていた。
【0021】
【表3】
【0022】(実施例5、比較例6)Y2 3 :95
g,Eu2 3 :6.7g,S:46g,Na2
3 :32g,K3 PO4 :13g,La(N
3 3 :5gからなる化合物をよく混合してアルミナ
るつぼに入れて1100℃で1時間焼成し、実施例1と
同様に処理して実施例5の赤色蛍光体を得た。得られた
実施例5の蛍光体は、一般式(Y0.940 La0.020 Eu
0.040 2 2 Sで表すことのできる赤色蛍光体であっ
た。また、比較のために、上記の原料組成からLa(N
3 3 を省略し、実施例5と同様にしての条件で一般
式(Y 0.960 Eu0.040 2 2 Sの赤色蛍光体(比較
例6)を得た。これらの蛍光体の特性を比較すると表4
の通りであった。また、上記の蛍光体に微量のDyを共
付活剤として添加し、同様の実験を行ったところ、実施
例5と同様の結果を得た。
【0023】
【表4】
【0024】(実施例6、比較例7)Y2 3 :200
g,Tb4 7 :0.83g,S:90g,Na2 CO
3 :70g,K3 PO4 :29g,La2 3 :6gか
らなる化合物をよく混合してアルミナるつぼに入れて1
100℃で1時間焼成し、実施例1と同様に処理して得
た実施例6の白色蛍光体を得た。得られた実施例6の蛍
光体は、一般式(Y0.978 La0.020 Tb0.002 2
2 Sで表すことのできる白色蛍光体であった。また、比
較のために、上記の原料組成からLa2 3 を省略し、
実施例6と同様にしての条件で一般式(Y0.998 Tb
0.002 2 2 Sの白色蛍光体(比較例7)を得た。こ
れらの蛍光体の特性を比較すると表5の通りであった。
実施例6の蛍光体は、粒子径が2.1μmと小粒子であ
るため、きめの細かい蛍光膜を得ることができ、ビュー
ファインダーに適用したところ良好な画像を得ることが
できた。
【0025】
【表5】
【0026】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、高精細ブラウン管用の小粒子の希土類酸硫化物蛍
光体を提供することが可能になり、高精細ブラウン管に
適した蛍光膜の形成を容易にした。
【図面の簡単な説明】
【図1】ランタンの添加量(原子%)と蛍光体粒径(d
50)の関係を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−15793(JP,A) 特開 昭50−10987(JP,A) 特開 平4−8795(JP,A) 特開 平4−59888(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09K 11/84 H01J 29/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(Ln1-x-y Lax Ln’y 2
    2 Sで表され、Lnは、Y,Gd,Sc及びLuから
    選択される少なくとも1種の元素であり、Ln’は、E
    及びTbから選択される少なくとも1種の元素であ
    り、x及びyはそれぞれ0.005≦x≦0.07及び
    0.0001≦y≦0.2の範囲であることを特徴とす
    高精細ブラウン管用希土類酸硫化物蛍光体。
  2. 【請求項2】 均粒子径が3μm以下である、請求項
    1記載の希土類酸硫化物蛍光体を蛍光膜に含有すること
    を特徴とする高精細ブラウン管。
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