JPH0629410B2 - 低速電子線用蛍光体 - Google Patents

低速電子線用蛍光体

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JPH0629410B2
JPH0629410B2 JP60286698A JP28669885A JPH0629410B2 JP H0629410 B2 JPH0629410 B2 JP H0629410B2 JP 60286698 A JP60286698 A JP 60286698A JP 28669885 A JP28669885 A JP 28669885A JP H0629410 B2 JPH0629410 B2 JP H0629410B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 各種電子機器、家庭電気機器、コンピュータ端末、車の
フロントパネル等には、赤、緑、青等のカラー表示装置
が使用されている。このカラー表示装置の発光素子とし
て低電圧での駆動が可能であり、また消費電力も少な
く、自発光形で明るく、見易い表示が得られるなどの特
長を有する蛍光表示管が多く用いられるようになってき
ている。
この蛍光表示管で多色発光表示を行おうとする場合に、
発光させる蛍光体は数V〜数十Vの低い加速電圧で発光
する低速電子線用蛍光体が使用されている。
本発明は、この低速電子線用蛍光体に係り、特に硫化物
を含まないカラー蛍光体である希土類付活蛍光体に関す
るものである。
〔従来技術〕
従来よりカラー蛍光表示管に使用される低速電子線用カ
ラー蛍光体には、周知のカラーCRTなどに使用される
数百〜数千Vの高電圧により加速された電子線の射突に
よって励起されて発光する。高速電子線用蛍光体にIm2O
3やSnO2等の導電物質を添加混合して、導電性を改善し
たものが低速電子線用蛍光体として使用されてきた。例
えば次のような低速電子線用蛍光体が知られている。
青色発光用としては、ZnS:Ag+In2O3蛍光体 緑色発光用としては、ZnS:Cu,Al+InO3蛍光体 レモン色発光用としては、ZnS:Au,Al+In2O3蛍光体 黄色発光用としては、(Zn0.9Cd0.1)S:Au,Al+In2O3蛍光
体 黄橙色発光用としては、(Zn0.5Cd0.5)S:Ag+In2O3蛍光体 橙色発光用としては、ZnS:Mn+In2O3蛍光体 赤色発光用としては、(Zn0.2Cd0.8)S:Ag+In2O3蛍光体 しかしながら既に使用されている前記のカラー蛍光体に
は、いずれもその母体中に硫黄Sを含有している。
したがってこれらの蛍光体を総称して硫化物系蛍光体と
称している。この硫化物系蛍光体を蛍光表示管に使用す
ると、カラー表示が可能であるが、硫化物が含まれてい
る為に寿命の点でさらに改良することが望まれていた。
なぜなら、蛍光表示管に使用する蛍光体に硫化物が含ま
れていると点灯した場合に次のような作用を生ずるから
である。
蛍光表示管は、高真空に保持された外囲器中に電子を放
出させるフィラメント状の陰極と、この放出された電子
が射突することによって発光する蛍光体層と陽極導体か
らなる陽極と、必要に応じて前記電子を加速させ、かつ
制御する制御電極から構成されている。
前記フィラメント状陰極をさらに詳しく説明すると、タ
ングステン細線の表面に、Ba、Sr、Ca等のアルカ
リ土類金属の酸化物が(Ba、Sr、Ca)0で示され
る固溶体の形で被着されて電子放出物質層を形成してい
る。前記タングステン細線に電圧が印加されると、発熱
し、表面の電子放出物質層から電子が放出されると、こ
の電子が制御電極で加速されて陽極の蛍光体層に射突す
ることとより、蛍光体が励起されて発光することになる
が、それと共に前記硫化物蛍光体の表面の一部が分解し
て、S、SO、SO、HS等の硫化物系のガスが放
出される。この硫化物系ガスは、外囲器の内壁に設けら
れたゲッター膜によっても吸着される可能性が低いた
め、点灯時間が積算されるにつれて次第に外囲器内に蓄
積されてくることになる。この硫化物系ガスが前記フィ
ラメント状陰極に付着すると、電子放出物質層のアルカ
リ土類金属と反応して硫化物を形成してしまうために陰
極のエミッション特性が著しく劣化する。その結果陽極
に射突する電子が少なくなり、陽極電流が減少して蛍光
体層の発光輝度が急激に低下してしまい、蛍光表示管の
寿命が短くなるという問題点を有していた。
また、前記公知のカラー蛍光体は、高速電子線用蛍光体
に、種々の導電物質を添加混合して導電性を改善してい
たが、これらの導電物質は、それ自身は発光しないため
にある程度以上添加すると蛍光体の発光を遮蔽してしま
う作用がある。したがって、発光面積の減少をきたすた
めに輝度が下がるという現象があり好ましくはなかっ
た。
また、導電物質の混合が均一になりずらいために、均一
な発光を得ることが困難であった。したがって、導電物
質を超微粒子にする等の工夫が必要になり、蛍光体のコ
ストが高くなってしまう等の問題点を有していた。
〔発明の目的〕
そこで本発明は、前記問題点を解決するためになされた
ものであり、公知の(In1-xYx)2O3:Eu(但し、0<x≦
0.6)で表わされる蛍光体に着目し、この蛍光体のY2
O3に代わってB2O3を混晶させて、硫化物を含有せず、か
つ導電物質を添加しなくても低速電子線で発光するカラ
ー蛍光体を提供することを目的とするものである。
〔発明の構成〕
前記の目的を達成するために、本発明は、一般式が(In
1-xBx)2O3:R(但し、Rは希土類元素のSm、Eu、T
b、Tmのうち少なくとも1つを選定する、0.05<
x<0.4)で表わされる低速電子線用蛍光体にあるこ
とを特徴とする。
ここで付活剤Rの量は、母体(In1-xBx)2O3に対し、0.
1〜20atm%であることが好ましい。
〔作 用〕
本発明の低速電子線用蛍光体は、公知の(In1-xYx)2O3:E
u蛍光体に着目し、母体を構成するインジウムInは、3
B族元素であるが、イットリウムYは、3A族元素であ
るので、イットリウムYの代りにインジウムInと同じ3
B族元素であるホウ素Bを固溶させた。そして(In
1-xBx)2O3の母体に希土類元素を付活剤としてドープす
ることにより本発明の低速電子線用蛍光体を得た。
この低速電子線用蛍光体には硫化物を含有していないの
で蛍光表示管に使用した場合でも陰極のエミッション特
性の劣化を起こすことがないとともに、導電物質も混合
していないので、輝度の低下、不均一発光等も防ぐ作用
を有する。
〔実施例1〕 以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
(In1-xBx)2O3:Eu(但し、0<x<0.4である)で示
すように付活剤として希土類元素よりEuを選び、母体の
重量に対し、1atm%を固定し、酸化ボロンB2O3をx
モルに対し、酸化インジウムIn2O3を(1−x)モルの
割合で各種混合させて、空気雰囲気中の炉に入れ、13
00℃で約3時間焼成し固溶させた。
具体的な配合割合は、次のとおりである。
x=0.05とするときは、2BO3……0.154g In2O3……6.59g Eu2O3……0.044gを秤量し
て混合する。
x=0.1とするときは、H2BO3……0.309g In2O3……6.25g Eu2O3……0.044gを秤量し
て混合する。
x=0.2とするときは、H3BO3……0.618g In2O3……5.56g Eu2O3……0.044gを秤量し
て混合する。
x=0.3とするときは、H3BO3……0.927g In2O3……4.86g Eu2O3……0.044gを秤量し
て混合する。
x=0.4とするときは、H3BO3……1.236g In2O3……4.166g Eu2O3……0.044gを秤量
して混合する。
前記の割合で混合した材料を1300℃で約3時間焼成
して5種類の蛍光体を合成し、その各々を陽極基板の陽
極導体に被着させて蛍光表示管を形成し発光させた。陰
極電圧は1.7Vとし陽極電圧を0〜150Vと変化さ
せて印加たときの輝度を測定した。第1図は、前記In2O
3とB2O3のモル比を変えた5種類の蛍光体を発光させた
ときの陽極電圧と相対輝度の関係を表わすグラフであ
る。図中A曲線は、x=0.05としたとき、すなわち
(In0.95B0.05)2O3:Eu蛍光体であり、陽極電圧が10V
以下で赤色発光をするが、相対輝度は40Vでも1とい
う実用上最底の値である。
図中B曲線は、x=0.1としたとき、すなわち(In0.9
B0.1)2O3:Eu蛍光体である。発光色は、赤色であり、陽
極電圧が50Vのときに相対輝度が20であるので実用
レベルの発光が得られた。
図中C曲線は、x=0.2としたとき、すなわち(In0.8
B0.2)2O3:Eu蛍光体である。発光色は、第3図の発光ス
ペクトル図で示すように、ピーク値は、590nm付近
であり、さらに長波長側にピークを有しているので赤色
発光である。輝度は、5種類中で一番高く、陽極電圧が
50Vで60位あり実用上充分な輝度を有する。
図中D曲線は、x=0.3としたとき、すなわち、(In
0.7B0.3)2O3:Eu蛍光体である。発光色は、付活剤がEu
であるので赤色発光である。輝度は陽極電圧70Vで相
対輝度20位ある実用レベルの発光が得られた。
図中E曲線は、x=0.4としたときの蛍光体、すなわ
ち(In0.6B0.4)2O3:Eu蛍光体である。発光色は赤色発光
であるが、相対輝度が低く、実用最低限の輝度である。
これらのデータからxの範囲は低速電子線用としては
0.05<×<0.4が適していることがわかる。すな
わちInをBより多く含有させ、導電性を付与してい
る。好ましくは、さらにInを多く含有させた0.1≦x
≦0.3であり輝度も充分な範囲である。
〔実施例2〕 In2O3とH3BO4の量、すなわち母体はx=0.3で固定と
し、この母体に付活剤として希土類元素の中からEu、T
b、Tm、Smを選んで4種類の蛍光体を合成した。具体的
な配合割合は次のとおりである。
母体は、(In0.7B0.3)2O3であり、In2O3を4.86gとH
3BO3を0.927gの割合からなり、付活剤として希土
類元素からユーロピウムEu、テルビウムTb、ツリウムTm
を選び酸化テルビウムTb2O3を1atm%である0.4
62g混合した蛍光体と、酸化ツリウムTm2O3を1at
m%である0.0483gを混合した蛍光体を合成し
た。製造方法は、実施例1と同じであるので説明を省略
する。
付活剤にテルビウムTbを1atm%ドープした(In0.7B
0.3)2O3:Tb蛍光体の発光スペクトルは、第4図に示すよ
うに540nm付近にピークを有する緑色発光である。
またツリウムTmを付活剤とした(In0.7B0.3)2O3:Tm蛍光
体は第5図に示すように380〜500nm付近にピー
クを有する青色発光の蛍光体である。同様にサマリウム
Smを付活剤とした蛍光体は赤色発光であった。ユーロピ
ウムEuは第1実施例で説明したのでここでは省略する。
このように付活剤を変えることにより、サマリウムSm、
ユーロピウムEuが赤色発光、テレビウムTbが緑色発光、
ツリウムTmが青色発光と発光色を変化させることが可能
である。したがってカラー蛍光体として使用することが
できるのである。
また、第2図は、付活剤を変えた3種類の蛍光体を使用
して蛍光表示管を形成して点灯したときの陽極電圧と相
対輝度を表わしたグラフである。
図中F曲線は、付活剤にテルビウムTbを母体に対し1a
tm%ドープした(In0.7B0.3)2O3Tb蛍光体であり、3種
類中輝度が一番高かった。陽極電圧が約20Vから緑色
発光を開始し、約40Vで相対輝度が10という実用輝
度が得られた。
図中G曲線は、付活剤にユーロピウムEuを母体に対し1
atm%ドープした(In0.7B0.3)2O3Eu蛍光体であり、陽
極電圧が約22Vから赤色発光を開始し、約60Vで相
対輝度が6という実用輝度が得られた。
図中H曲線は、付活剤にツリウムTmを母体に対し、1a
tm%ドープした(In0.7B0.3)2O3:Tm蛍光体であり、陽
極電圧が約25Vから青色発光を開始し、ほぼ50V以
上にあげると実用輝度が得られた。
次に(In1-xBx)2O3:Euの赤色発光蛍光体の付活剤の適量
をしらべる為に、(In0.8B0.2)2O3の母体に対し、付活剤
としてユーロピウムEuを0.1〜20atm%添付した
場合の蛍光体を各種合成し、蛍光表示管に使用して輝度
を測定した。第6図は、Eu付活剤の濃度と相対発光輝度
の関係を示すグラフである。相対発光輝度は、前記測定
した輝度のピーク値を100として表した値である。
このグラフからわかるようにEuが0.1atm%で相対
発光輝度が50位あり、充分使用できる輝度であった。
しかし、0.1atm%以下になるとドープ量が少なく
発光しなくなる。したがって付活剤の最少限度は0.1
atm%といえる。
そして付活剤の濃度を増やしていくと相対発光輝度も上
昇し約2atm%位の所でピークとなり、それ以上に濃
度を増やしていくと次第に下降してくる。付活剤の濃度
が20atm%になると相対発光輝度は40位になり使
用最低の輝度であり、これ以上付活剤の濃度を増やすと
輝度が低くなって使用不可能になる。したがって付活剤
の量は、母体に対し0.1〜20atm%の範囲が使用
できる範囲であり、好ましくは0.2〜10atm%の
範囲であり、輝度も充分に高い範囲である。
ユーロピウムEuの他、サマリウムSm、テルビウムTb、ツ
リウムTmも同じような傾向があった。
〔効 果〕
以上説明したとおり本発明は、一般式が(In1-xBx)2O3:R
(但し、Rは希土類元素のSm、Eu、Tb、Tmのうち少なく
とも1つを選定する、0.05<x<0.4)で表わさ
れる硫化物の含有してなく、導電物質も混合されない低
速電子線用カラー蛍光体を提供でき、本発明の低速電子
線用蛍光体を使用した蛍光表示管は、エミッション特性
に優れ、長寿命の表示管となる効果を有するのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の低速電子線用蛍光体を発光させた場
合の陽極電圧と相対輝度の関係を示すグラフ、第2図
は、本発明の低速電子線用蛍光体の付活剤を変えた場合
の陽極電圧と相対輝度の関係を示すグラフ、第3図、第
4図、第5図は、本発明の低速電子線用蛍光体の発光ス
ペクトルを表わすグラフ、第6図は、本発明の低速電子
線用蛍光体の付活剤濃度と相対発光輝度の関係を示すグ
ラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式が(In1-xBx)2O3:R(但し、Rは希土
    類元素のSm、Eu、Tb、Tmのうち少なくとも1つ
    を選定する、0.05<x<0.4)で表わされる低速
    電子線用蛍光体。
  2. 【請求項2】前記付活剤Rの量は、母体に対し0.1〜
    20atm%である特許請求の範囲第1項記載の低速電
    子線用蛍光体。
JP60286698A 1985-12-19 1985-12-19 低速電子線用蛍光体 Expired - Lifetime JPH0629410B2 (ja)

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JPS59187079A (ja) * 1983-04-08 1984-10-24 Hitachi Ltd 陰極線管
EP0159085A1 (en) * 1984-04-12 1985-10-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Cathode-ray tube

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