JPH01304179A

JPH01304179A - 蛍光表示管

Info

Publication number: JPH01304179A
Application number: JP13503088A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Mizohata; 忠溝畑; Kiyoshi Tamura; 清田村
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1988-06-01
Filing date: 1988-06-01
Publication date: 1989-12-07
Also published as: JPH0524192B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、低速電子線により励起されて発光する蛍光体
及びこの蛍光体を使用した蛍光表示管に係わり、特に蛍
光体を混合して、青から赤まですべての発光スペクトル
を有する蛍光体と、この蛍光体を陽極に使用し、この陽
極の発光をカラーフィルターを通して表示する蛍光表示
管に関するも蛍光表示管用の蛍光体は線状陰極から放出
される低速電子線により励起されて発光するので低速電
子線用蛍光体（以下単に蛍光体と略す、）と称している
。この蛍光体として従来より、もっばらＺｎＯ：　Ｚｎ
蛍光体が多く用いられている。このＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体
は、一般には１０〜２０ｖ程度の陽極電圧で十分な発光
輝度が得られ、発光ピーク波長５Ｑ５ｎｍの発光スペク
トルは、青緑色であることから、クロック、車のインパ
ネ、計測機器、ＶＴＲ等の表示装置として蛍光表示管に
使用されてきた。

しかしながら、最近は、蛍光表示管の利用分野が拡大す
るにつれ、表示方法も従来の青緑色−色から、青、緑、
黄、赤、と各種のカラーで表示を行うというカラー化の
傾向になってきた。

また、蛍光表示管の力゛ラー表示方法には、蛍光体の発
光色をそのまま透明外囲器を通して表示する方法と、蛍
光体の発光色をカラーフィルターに通して目的のカラー
表示をする方法がある。本発明は、後者の表示方式に使
用する蛍光体の場合である。

このカラーフィルターを通して観察する蛍光体は、青の
発光スペクトルから赤の発光スペクトルまですべての成
分を含有していることが望ましい。

このような蛍光体の従来例として、特願昭５６−１８１
８４４号で出願され特開昭５８−８４８８４号で公開さ
れた「蛍光表示管」の発明がある。

この従来例は、赤色発光のＺｎＣｄ５　：　Ａｇ蛍光体
と緑色発光のＺｎＳ　：　Ｃｕ、　Ａｎ蛍光体と青色発
光のＺｎＳ　：Ａ、蛍光体と導電性を付与する導電粉を
混合した蛍光体で構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕青色蛍光体としてのＺｎＳ　：　Ａｇ蛍光体は、第４図
に示す点灯時間と相対輝度のグラフからもわかるように
点灯時間が５００時間を過ぎると青緑色発光のＺｎＯ：
　Ｚｎ蛍光体や、赤色発光の（ＺｎＣｄ）Ｓ　：　Ａｇ
、　Ｃｌ蛍光体に比較して輝度劣下が大きく、他の色と
の輝度バランスがくずれてしまい、その結果色度も初期
のものからズしてしまい、初期条件と同一条件でも同一
色にならないという問題点を有していた。

また、前記ＺｎＳ　：　Ａｇ青色蛍光体や、ｌｎｓ　：
　Ｃｕ、　ＡＱ緑色蛍光体は、その母体であるＺｎＳの
バンドギャップが約３　、７ｅＶ　（室温）であり、（
Ｚｎ、、　ＣｄＬ３）Ｓのバンドギャップ２．９ｅＶや
ＣｄＳのバンドギャップ２．４ｅＶに比較して大きく、
したがって抵抗値も高かったので酸化インジュムなどの
導電物質を混合しないと低抵抗化せず低電圧では発光し
なかった。この導電物質は、自らは発光せず、発光を遮
蔽する作用があるので輝度を上げるために妨害になると
いう問題を有していた。

さらに、また、ＺｎＳ　：　Ａｇ青色蛍光体は、通電点
灯中に母体である硫化物（ＺｎＳ）が分解してＳ、ＳＯ
。

Ｓ０２等を飛散させそれ等が線状陰極と反応して、陰極
のエミッション能力を低下させ、その結果寿命が短くな
るという問題点も有していた。

本発明は、前述のような課題を解決するためになされた
ものであり、青から赤までブロードな発光スペクトルを
持ち、カラーフィルタとの組合せにより、カラー表示が
可能であり、長時間点灯しても色度ズレのない長寿命の
混合形の蛍光体およびこの蛍光体を使用した蛍光表示管
を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の蛍光体は、青緑色発光のＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体
と赤色発光蛍光体を９：１〜４：６の重量比で混合した
ことを特徴とする。

また、前記赤色発光蛍光体が（ＺｎトｚＣｄｘ）Ｓ：Ａ
ｇ、Ｃｌ蛍光体であり、ＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体との混合
比が８：２〜６：４の重量比で混合したことを特徴とす
る蛍光体である。

さらに、また、前述の混合した蛍光体を陽極導体上に被
着させて陽極を構成し、線状陰極からの電子の射突によ
り発光させた光をカラーフィルターＣ通して表示するこ
とを特徴とする蛍光表示管である。

〔作用〕

本発明の蛍光体は、青から緑、そして黄の成分までも含
むブロードなＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体に着目し、不足して
いる赤成分として輝度寿命の良好な赤色発光の（Ｚｎｓ
−ｘＣｄｘ）Ｓ　：　Ａｇ、Ｃｌ　（ｘ　＝０．７〜１
．Ｏ）を１０〜６０％＋１％混合したのである。したが
って本発明の混合蛍光体は青から赤まで各色成分をすべ
て含む蛍光体である。この混′合蛍光体を蛍光表示管に
実装し目的とするカラーフィルターとの組合せにより目
的のカラー表示が可能となる。又１画素を青、緑、赤の
３ｇ色に分けて構成し、この３色を混合することにより
白色から各種のカラーをすべてが表示可能になる。

【実施例〕

公知のＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体と赤色発光蛍光体として（
Ｚｎ）−ｘＣｄｘ）Ｓ　：　Ａｇ、（ｕ（ｘ　＝０．７
〜１．０）を粉末の状態でよく攪拌する。混合比は、Ｚ
ｎＯ：　Ｚｎ蛍光体対赤色発光蛍光体が９０：１０〜４
０：６０の範囲が良い。赤色発光蛍光体が１０ｗｔ％以
下だと赤成分の強度が弱く効果がない。また赤色発光蛍
光体が６０ｗｔ％以上だと輝度が大幅に低下し好ましく
ない。

望ましくは、赤色蛍光体として（ＺｎＨｌＣｄｘ）Ｓ　
：　Ａｇ。

ω（ｘ＝０．７〜１．０）を使用した場合に、この赤色
発光蛍光体は２０〜４０ｗｔ％が非常に好ましい範囲で
ある。

このように混合比率を各種変化させて混合させた。混合
蛍光体はビークルと混合して蛍光体ペーストを形成させ
た。この蛍光体ペーストを周知のスクリーン印刷法でガ
ラス基板の陽極導体上に印刷し、その後焼成しさらに一
般の蛍光表示管の製造プロセスによって蛍光表示管を作
成した。

なお、比較のためにＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体１００％と（
ＺｎＣｄｘ）Ｓ　：　Ａｇ、α蛍光体１００％も蛍光表
示管に実装してデータをとった。

第１図は、各混合比率の蛍光体の発光スペクトル分布図
である。混合比率は次の表−１のとおりである。　　　
　　　　　　　　　　（以下余白）表−１第１図の■の曲線はＺｎＯ：　Ｚｎ　１００％のスペク
トルであり５０５０諺にピークを有し、　４５０ｎ鵬付
近の青成分５００ｎｍ付近の緑成分、５５０ｎｍ付近の
黄色成分まで含有している。しかしながら６００ｎｍ付
近の橙色や６５０止付近の赤成分については含んでいな
いのがわかる。そこで、ＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体に赤色発
光の２ｎＣｄＳ　：　Ａｇ＋口蛍光体を９０　：　１０
の混合比率で混合した蛍光体の発光スペクトルが曲線■
である。ピークは、■より多少長波側にシフトしており
、５１０ｎ墓付近にある。それだけ赤系統の成分を多く
含んでいることになる。また６００ｎｍ付近から曲線が
■に比較してゆるやかになって、赤成分も多少含有して
くる。

さらに赤色発光のＺｎＣｄ５　：　Ａｇ、　ＣＩ２蛍光
体を３０％混合させると■で示す曲線となり６５０止付
近の赤の成分が■よりさらに多く含有していることがわ
かる。ピークが多少長波側にシフトして５２５ｎｍ付近
にあるが青の成分も充分に含有している。

■で示す曲線は、赤色発光のＺｎＣｄ５　：　Ａｇ、　
Ｃｌ蛍光体を６０％とＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体より多くし
た場合であり、５２０ｒｏｗ付近と６８０ｎ＋ｗ付近の
両方にピーク波長が現われており、青から赤まで各成分
を含有していることがよくわかる。

■で示す曲線は比較のために赤色発光のＺｎＣｄ５　：
Ａｇ、Ｃｌ蛍光体が１００％の場合である。

このようにＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体に赤色蛍光体を９＝１
〜４：６の重量比で混合することにより構成される本発
明の蛍光体の発光色は、混合割合により色度のＸ値Ｙ値
が異り、発光色は多少異なるが、発光スペクトルからも
わかるように青から赤までの各成分をすべて含有してい
ることがわかった、第２図は、前記■の混合率の本発明
の蛍光体の輝度と陽極電圧との関係を示すグラフである
０発光条件は、陰極電圧１．７Ｖａｃ、グリッド電圧１
２Ｖｄｃで陽極電圧を０〜４０Ｖまで変化させた。

発光開始電圧は、４ｖと低く、１０Ｖ以上の陽極電圧で
１０００Ｃｄ／ｒｒｒ以上の輝度があり、蛍光表示管用
として十分使用できるものである。

また、陽極電圧を２０Ｖから１００Ｖ、　１５０Ｖ、２
００ｖト上げていっても表−２のように色度を示す色度
座表のＸ値、及びｙ値は変化しない、したがって電圧に
よって発光色は変化しなく、電圧によって発光色が変化
するという、いわゆるカラーシフトする蛍光体とは異な
るものである。

表−２このように−度混合する割合が決まった蛍光体の発光色
すなわち色度は変化しないので、したがって発光スペク
トルにおいても、はぼ同一の曲線が得られ、変化しない
のである。しかして陽極電圧が変化しても本発明の蛍光
体には青から赤の成分まですべての色の成分を含有して
いることになる。

このように、陽極電圧が変化しても色度がズレないのは
、混合するＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体と赤色発光の２ｎＣｄ
Ｓ　：　Ａｇ、　Ｃｌ蛍光体の発光開始電圧がともに４
〜５ｖとほぼ同じ値であり、陽極電圧が高くなるにした
がって両者の輝度もほぼリニアに増加し、その輝度比も
ほぼ同じであるので輝度バランスが保たれているためで
あると考えられる。このように低電圧で輝度の高いＺｎ
Ｏ：　Ｚｎ蛍光体に、赤成分として発光効率のよい（Ｚ
ｎ）ｘＣｄｘ）Ｓ　：　Ａｇ、Ｑ２蛍光体（但しｘ　＝
０．７〜１．０）を混合させたので、酸化インジウム等
の導電物質を加えなくても発光開始電圧は低くすること
ができるとともに、低電圧で高輝度を得ることができ、
低速電子線励起蛍光体として十分使用できるものである
。

次に第３図は、ＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体と赤色蛍光体とし
ての（ＺｎｌＬ、、Ｃｄ１Ｌ、、）’Ｓ：Ａｇ、Ｃｌ蛍
光体の混合割合と相対輝度との関係を示すグラフであり
、ＺｎＯ：　Ｚｎが１００％のときの輝度を１００とし
た。赤色蛍光体の混合比率が高くなるほど輝度は下がる
傾向にあるが、赤色蛍光体が６０％位のときは相対輝度
は４０％位であるのでここまでが実用となる範囲である
。

上限は、赤の成分が含まれる１０％位からである。

しかし、赤の成分が十分台まれ、かつ輝度が十分得られ
る範囲としテ、　（ＺｎｌＬｚｓＣｄａａｓ）Ｓ：Ａｇ
ｗＣｌ蛍光体が２０〜４０％混合されている範囲が最も
好ましい。

なお、本実施例では赤色発光蛍光体として（ＺｎｋｘＣ
ｄｘ　）Ｓ　：　Ａｇ　＊　Ｃｌを用いた場合を説明し
たが、この他にも赤色蛍光体として（Ｚｎｓ−ｘＣｄｘ
）Ｓ　：　Ａｇ、　ＡＱ　（ｘ　＝０．７〜１．０）や
Ｙ２Ｏ２Ｓ　：　Ｅｕを混合した場合も同様に実施でき
る。

次に本発明の蛍光体を蛍光表示管に使用し、かつカラー
フィルターと組合わせた実施例について説明する。

例えば、カラーフィルターを使用した液晶表示装置のバ
ックライトとして１本発明の蛍光体を被着させた蛍光表
示管を配設する。バックライトの構造は、ガラス基板の
内側にアルミニウムによる陽極導体と、この陽極導体の
表面に本発明の蛍光体が印刷法で被着されて陽極を構成
している。陽極の上方には必要に応じてメツシュ状の制
御電極が配設され、その上方に線状陰極が張設されてい
る。これらの電極を覆うように箱形の容器部が前記ガラ
ス基板上に封着され、容器内を排気管より排気して高真
空状態にして封止するるこのバックライトの前面には液
晶シャッターが配設されると共に赤、緑、青のフィルタ
ーが配設されている。

蛍光表示管を利用したバックライトは、以上のように構
成されており、その作用は線状陰極から放出された電子
が制御電極により加速されて陽極の蛍光体層に射突して
蛍光体層を発光させる。そして蛍光体層に本発明の混合
蛍光体が使用されているのでその発光は青から赤成分ま
ですべてを含んだ白色光に近い発売色である。したがっ
て各カラーフィルターを通すことによってすべてのカラ
ー表示が可能である。特に赤フィルターを使用した場合
には色純度は、赤色蛍光体の割合が増えるほど良くなる
。また緑フィルターを使用すると、赤色蛍光体が３０ｖ
ｔ％付近で最も緑色の色純度がよくなる。青フィルター
を使用した場合は、赤色蛍光体が３０ｗｔ％までは増し
ても青の色純度は多少落ちる程度で青色発光として十分
使用できる範囲である。

尚、本発明の蛍光体を使用できるデバイスとしてバック
ライトの例を説明したが、これに限られるものでなく、
グラフィック蛍光表示管や一般のセグメントタイプの蛍
光表示管にも応用できるものである。

〔効果〕

以上説明したように本発明は、青緑色発光のＺｎＯ：　
Ｚｎ蛍光体に赤色蛍光体例えばＺｎＣｄ５　：　Ａｇ、
　Ｃｌ蛍光体を９：１〜４：６の割合で混合させたので
次のような効果を有する。

（１）　　ＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体に（Ｚｎ）−１Ｃｄｘ
）Ｓ　：　Ａｇ、Ｃｌ（（ｘ　＝０．７〜１．０）蛍光
体を９＝１〜４：６の割合で混合した本発明の蛍光体は
、低抵抗であり、導電物質がなくても発光開始電圧が低
く、低電圧で蛍光表示管として使用できる十分な輝度を
得ることができる効果を有する。

（２）本発明の蛍光体の発光スペクトルには青から赤ま
で可視域のすべての色の成分を含んでいるので、カラー
フィルタと組合わせることによりすべてのカラー表示が
可能となる効果を有する。

（３）陽極に印加する陽極電圧が変化しても、例えば２
０Ｖｄｃから２００Ｖｐ−ｐまで変化させてもフィルタ
ーなしの蛍光体のみの発光色の色度ズレは色度座表のＸ
値、Ｙ値とも０．０５以内であり、測定誤差を考えると
色度のズレは発生しない、したがって、この蛍光体の発
光スペクトルも変らず常に青から赤までのすべての色の
成分も含んでいる。

（４）点灯時間を経過させても色度のズレは発生しない
。

例えば、点灯初期から１０００時間経過する間に色度の
ズレはＸ値、Ｙ値共０．０４以内であり測定誤差等を考
えると色度のズレは発生しないといえる。したがって点
灯時間が変化しても常に青から赤までのすべての色の成
分を含んでいることになる。

（５）従来の３種類混合の蛍光体に比較して２種類の蛍
光体の混合で同様の目的が達成できるばかりでなく、青
色系の蛍光体としてＺｎＳ　：　Ａｇ蛍光体を使用しな
くても、　ＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体により青成分を出せる
ので、青色系の蛍光体の輝度劣化が生じなく、輝度バラ
ンスの優れた蛍光体及び蛍光表示管を提供できる効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の蛍光体の発光スペクトル図。第２図は、本発明の蛍光体の陽極電圧と輝度の関係を示
す図、第３図は、本発明の蛍光体の混合割合と相対輝度
の関係を示すグラフ、第４図は。従来の青緑色発光のＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体、赤色発光の
（Ｚｎ）−ｘＣｄｘ）Ｓ　：　Ａｇ、ｃＱ蛍光体および
青色発光のＺｎＳ　：Ａｇ蛍光体の連続点灯時間と相対
輝度の関係を示すグラフである。特許出願人　　双葉電子工業株式会社手続補正書平成１年８月９日特許庁長官　殿　　　　　　　・１″″″′１、事件の
表示昭和６３年特許願第１３５０３０号事件との関係　　　特許出願人４、補正命令の日付　　　　　自発補正５、補正により
増加する請求項の数　　０７、補正の内容（１、発明の名称を１蛍光表示管Ｊと補正する。（２、特許請求の範囲を別紙のとおりに補正する。（３）明細書第４頁第１２行目の「酸化インジュム］を
「酸化インジウム」と補正する。（４）明細書第５頁第６〜７行目の［およびこの蛍光体
］を削除する。（５）明細書第５頁第１０〜２０行目の［本発明の蛍光
体は・・・・・・・・・特徴とする蛍光表示管」を「本
発明は、青緑色発光のＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体と、赤色発
光の（Ｚｎ１＋）ｌ＋　Ｃｄｘ）Ｓ　：　Ａｇ、　Ｃ１
（但しｘ＝０．７〜１．０）蛍光体を９：１〜４：６の
重量比で混合した低速電子線用蛍光体を陽極導体上に被
着させて陽極を構成し、線状陰極からの電子の射突によ
り発光させた光をカラーフィルタを通して表示すること
を特徴とする蛍光表示管」と補正する。（６）明細書第８頁下から第８行目の「含んでいない」
の前に「はとんど」を加入する。（７）明細書第１６頁第１８〜１９行目の「蛍光体及び
」を削除する。以上２、特許請求の範囲青緑色発光のＺｎＯ：　Ｚｎ蛍光体と赤色発光旦（Ｚｎ
］−ｘＣｄｘ　Ｓ：Ａ　Ｃ１但しｘ＝０．７〜１．０蛍
光体を９＝１〜４：６の重量比で混合した低速電子線用
蛍光化特許出願人　双葉電子工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　青緑色発光のＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体と赤色発光蛍
光体を９：１ないし４：６の重量比で混合したことを特
徴とする低速電子線用蛍光体。
（２）　前記赤色発光蛍光体が（Ｚｎ＿１＿−＿ｘＣｄ
＿ｘ）Ｓ：Ａｇ、Ｃｌ（但し、ｘ＝０．７〜１．０）蛍
光体であり、ＺｎＯ：Ｚｎ蛍光体と（Ｚｎ＿１＿−＿ｘ
Ｃｄ＿ｘ）Ｓ：Ａｇ、Ｃｌ蛍光体を８：２〜６：４の重
量比で混合した請求項１記載の低速電子線用蛍光体。
（３）　請求項１又は請求項２記載の低速電子線用蛍光
体を陽極導体上に被着させて陽極を構成し、線状陰極か
らの電子の射突により発光させた光をカラーフィルター
を通して表示することを特徴とする蛍光表示管。