JPH0629420B2 - 蛍光体 - Google Patents

蛍光体

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JPH0629420B2
JPH0629420B2 JP60165947A JP16594785A JPH0629420B2 JP H0629420 B2 JPH0629420 B2 JP H0629420B2 JP 60165947 A JP60165947 A JP 60165947A JP 16594785 A JP16594785 A JP 16594785A JP H0629420 B2 JPH0629420 B2 JP H0629420B2
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茂雄 藤野
堯 長谷
修 竹内
秀雄 草間
俊久 小島
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は蛍光体に関する。さらに詳しくは本発明は刺激
電子ビームの電流密度が増加する時サブリニアーな電流
密度−発光輝度関係を示す蛍光体に関する。
[従来技術] 最近、マルチカラーブラウン管がコンピューターの末端
表示装置、航空機管制システムの表示装置等に実用され
るようになった。このマルチカラーブラウン管は刺激電
子ビームのエネルギーが増加する時スーパーリニアーな
励起エネルギー−発光輝度関係を示す蛍光体と、刺激電
子ビームのエネルギーが増加する時サブリニアーな励起
エネルギー−発光輝度関係を示す蛍光体との互いに発光
色が異なる2種類の蛍光体によって構成された蛍光膜を
有するブラウン管であり、刺激電子ビームのエネルギー
を変化させることによって蛍光膜の発光色を変化させ、
これによって多色表示を行なうようにしたものである。
上記マルチカラーブラウン管は刺激電子ビームのエネル
ギーに変化させる方法によって2つのタイプに分類され
る。すなわち、加速電圧を変化させることによって刺激
電子ビームのエネルギーを変化させるものと、電流密度
を変化させることによって刺激電子ビームのエネルギー
を変化させるものであり、前者は電圧変調型マルチカラ
ーブラウン管と呼ばれ、後者は電流変調型マルチカラー
ブラウン管と呼ばれている。例えば電圧変調型マルチカ
ラーブラウン管については「日経エレクトロニクス」1
973年7月2日号の第106〜117頁を、電流変調
型マルチカラーブラウン管については特公昭52−52
25号公報を参照されたい。
電流変調型マルチカラーブラウン管は電圧変調型マルチ
カラーブラウン管に比較して電子銃の構造、電子銃制御
回路等が著るしく簡単であるという利点を有している。
それにもかかわらず現在実用化が進められているマルチ
カラーブラウン管のほとんどは電圧変調型マルチカラー
ブラウン管である。これは電流変調型マルチカラーブラ
ウン管に使用するのに適した蛍光体、すなわち刺激電子
ビームの電流密度が増加する時充分にスーパーリニアー
なあるいはサブリニアーな電流密度−発光輝度関係を示
す蛍光体があまり知られていないためである。
従来、刺激電子ビームの電流密度が増加する時スーパー
リニアーな電流密度−発光輝度関係を示す蛍光体とし
て、鉄、コバルトおよびニッケルのうちの少なくとも1
種の金属を適当量含有する銅およびアルミニウム付活硫
化亜鉛緑色発光蛍光体(ZnS:Cu,Al)および同
じく鉄、コバルトおよびニッケルのうちの少なくとも1
種の金属を適当量含有する銀付活硫化亜鉛カドミウム青
緑色乃至赤色発光蛍光体[(Zn、Cd)S: Ag、周知のようにこの蛍光体はZnSとCdSのモル
比の変化に対応して青緑色乃至赤色発光を示す]が知ら
れている。また、刺激電子ビームの電流密度が増加する
時サブリニアーな電流密度−発光輝度関係を示す蛍光体
として、マンガン付活珪酸亜鉛緑色発光蛍光体(Zn
SiO:Mn)が知られている。
マルチカラーブラウン管においては、表示色の変化幅を
大きくするために一般に i) スーパーリニアーな励起エネルギー−発光輝度関
係を示す赤色発光蛍光体とサブリニアーな励起エネルギ
ー−発光輝度関係を示す緑色発光蛍光体との組合わせ、
あるいは ii) スーパーリニアーな励起エネルギー−発光輝度関
係を示す青緑色乃至緑色発光蛍光体とサブリニアーな励
起エネルギー−発光輝度関係を示す赤色発光蛍光体との
組合わせ、 によってその蛍光膜が構成される。このような点から電
流変調型マルチカラーブラウン管においては、上記鉄、
コバルトおよびニッケルのうちの少なくとも1種の金属
を含有する(Zn、Cd)S:Ag赤色発光蛍光体(ス
ーパーリニアーな電流密度−発光輝度関係を示す)と上
記ZnSiO:Mn緑色発光蛍光体(サブリニアー
な電流密度−発光輝度関係を示す)との組合わせが考え
られているが、上記鉄、コバルトおよびニッケルのうち
の少なくとも1種の金属を含有するZnS:Cu,Al
緑色発光蛍光体あるいは上記鉄、コバルトおよびニッケ
ルのうちの少なくとも1種の金属を含有する(Zn、C
d)S:Ag青緑色乃至緑色発光蛍光体(いずれもスー
パーリニアーな電流密度−発光輝度関係を示す)と組合
わされるべき、刺激電子ビームの電流密度が増加する時
充分にサブリニアーな電流密度−発光輝度関係を示す赤
色発光蛍光体が強く望まれている。
本発明は上述の様な状況の下で行なわれたものであり、
刺激電子ビームの電流密度が増加する時充分にサブリニ
アーな電流密度−発光輝度関係を示す蛍光体、特に赤色
発光蛍光体を提供することを目的とする。
組成式 LnS:Eu (但し、Lnはイットリウム、ガドリニウム、ランタン
およびルテチウムのうちの少なくとも1種である) で表わされるユーロピウム付活希土類酸硫化物蛍光体が
電子ビーム励起下でEu付活量の変化に対応して高輝度
の黄色乃至赤色発光を示すことは周知である。例えばこ
れら蛍光体の1種であり、Eu付活量の比較的多いY
S:Eu蛍光体は現在カラーテレビジョンブラウン
管の赤色発光成分蛍光体として実用されている。
LnS:Eu蛍光体は第4図に例示されるように
刺激電子ビームの電流密度が増加する時ごくわずかにサ
ブリニアーな電流密度−発光輝度関係を示すことが知ら
れている。
LnS:Eu蛍光体が実用レベルの高輝度の発光
を示すところから、本発明者等は上記本発明の目的を達
成するためにLnS:Eu蛍光体によって示され
る電流密度−発光輝度関係のサブリニアリティを高める
ための研究を種々行なった。その結果、Euの共付活剤
としてチタンを使用する場合にはLnS:Eu蛍
光体によって示される電流密度−発光輝度関係のサブリ
ニアリティを高めることができることを見出し、本発明
を完成するに至った。
[問題点を解決するための手段] 本発明の蛍光体は、その組成式が LnS:Eu,Ti (但し、Lnはイットリウム、ガドリニウム、ランタン
およびルテチウムのうちの少なくとも1種である) で表わされるユーロピウムおよびチタン付活希土類酸硫
化物蛍光体である。この蛍光体は刺激電子ビームの電流
密度が増加する時、LnS:Eu蛍光体よりもサ
ブリニアリティの高い電流密度−発光輝度関係を示し、
その中でも特にチタンの含有量が母体(即ちLn
S)1グラム分子に対して5×10-6〜5×10-2グラ
ム原子の範囲にある蛍光体はサブリニアリティの著るし
く高い電流密度−発光輝度関係を示し且つ実用上充分な
発光輝度を示す。
本発明の蛍光体は以下に述べる製造方法によって製造さ
れる。
まず蛍光体原料としては 1)酸化イットリウム(Y)、酸化ガドリニウム
(Gd)、酸化ランタン(La)および酸
化ルテチウム(Lu)からなる第1の化合物群、
および硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、蓚酸塩、水酸化物等の
高温で容易にY、Gd、Laおよび
Luに変わりうるイットリウム化合物、ガドリニ
ウム化合物、ランタン化合物およびルテチウム化合物か
らなる第2の化合物群より選ばれる少なくとも1種の化
合物、 2)酸化ユーロピウム(Eu)および硝酸塩、硫
酸塩、炭酸塩、蓚酸塩、水酸化物等の高温で容易にEu
に変わりうるユーロピウム化合物からなる化合物
群より選ばれる少なくとも1種の化合物、 3)酸化チタン(TiO)および硫酸塩、水酸化物等
の高温で容易に酸化物に変わりうるチタン化合物からな
る化合物群より選ばれる少なくとも1種の化合物、 4)硫黄、 5)炭酸ナトリウム(NaCO)、燐酸カリウム
(KPO)等の酸硫化物蛍光体製造において一般に
使用されるアルカリ金属塩等の融剤、が用いられる。
上記1)および4)は母体原料であり、上記2)はEu
付活剤原料であり、また上記3)はTi共付活剤原料で
ある。
上記4)は上記混合酸化物の30乃至60%に相当する
量使用され、また上記5)は上記混合酸化物の5乃至5
0重量%に相当する量使用される。各蛍光体原料を必要
量ひょう量し、充分に混合して蛍光体原料混合物を得
る。
次に得られた蛍光体原料混合物をアルミナルツボ、石英
ルツボ等の耐熱性容器に充填して焼成を行なう。焼成は
空気中で900乃至1500℃の温度で行なわれる。焼
成時間は耐熱性容器に充填される蛍光体原料混合物の
量、用いられる焼成温度等によって変わるが、一般には
0.5乃至5時間である。焼成後、得られた焼成物を洗
浄し、乾燥して本発明の蛍光体を得る。
刺激電子ビームの電流密度を増加する時、本発明の蛍光
体はサブリニアーな電流密度−発光輝度関係を示す。そ
して、本発明の蛍光体によって示される電流密度−発光
輝度関係のサブリニアリティはEu付活量が同じである
LnS:Eu蛍光体によって示される電流密度−
発光輝度関係のサブリニアリティよりも高い。
第1図は本発明の蛍光体によって示される電流密度−発
光輝度関係を例示するグラフであり、 YS:Eu0.08,Ti0.005 蛍光体によって示される電流密度−発光輝度関係を示す
ものである。第1図において縦軸の発光輝度は各電流密
度値における YS:Eu0.08 蛍光体の発光輝度を100%とした比発光輝度にある倍
率を乗じて1μA/cm2における値が100になる様に
規格化したものである。
第1図から以下のようなことが理解できる。すなわち、 YS:Eu0.08蛍光体は第4図に示されるよ
うなごくわずかにサブリニアーな電流密度−発光輝度関
係を示すので、明らかに YS:Eu0.08Ti0.005蛍光体はサブ
リニアーな電流密度−発光輝度関係を示し、またその電
流密度−発光輝度関係のサブリニアリティはEu付活量
が同じであるYS:Eu0.08蛍光体によって
示される電流密度−発光輝度関係のサブリニアリティよ
りも高い。
本発明の蛍光体によって示される電流密度−発光輝度関
係のサブリニアリティはチタン共付活量の関数である。
例えば刺激電子ビームの電流密度が1.0μA/cm2
よび6.0μA/cm2である時のYS:Eu
0.08Ti 蛍光体の発光輝度をそれぞれAおよびBとすると、
この蛍光体によって示される電流密度−発光輝度関係の
サブリニアリティはB/Aで表わされるが(勿論B
/Aの値が小さいほどサブリニアリティが高いこと
を意味する)、このサブリニアリティはTi共付活量に
依存して変化する。
第2図はYS:Eu0.08,Ti 蛍光体のTi共付活量とこの蛍光体によって示される電
流密度−発光輝度関係のサブリニアリティとの関係を示
すグラフである。なお第2図においてサブリニアリティ
を表わす縦軸はB/Aの値で示されてい
る。ここでAおよびBはそれぞれ YS:Eu0.08,Ti蛍光体とEu付活量
が同じであるYS:Eu0.08蛍光体の電流密
度1.0μA/cm2および6.0μA/cm2における発
光輝度である。B/Aの値が1よりも小さ
いということは YS:Eu0.08,Ti 蛍光体によって示される電流密度−発光輝度関係のサブ
リニアリティが YS:Eu0.08 蛍光体によって示される電流密度−発光輝度関係のサブ
リニアリティよりも高いことを意味し、逆にB
の値が1よりも大きいということはその逆を意
味する。
第2図から明らかなように、 YS:Eu0.08,Ti 蛍光体によって示される電流密度−発光輝度関係のサブ
リニアリティはTi共付活量に依存して変化する。また
第2図から明らかなように、 YS:Eu0.08,Ti 蛍光体によって示される電流密度−発光輝度関係のサブ
リニアリティはTi共付活量y値が 10-6≦yの範囲にある時に YS:Eu0.08 蛍光体によって示される電流密度−発光輝度関係のサブ
リニアリティよりも高くなる。特にy値が5×10-6
yの範囲にある時に YS:Eu0.08,Ti蛍光体はサブリニア
リティの高い電流密度−発光輝度関係を示す。
第3図はYS:Eu0.08,Ti 蛍光体のTi共付活量y値とこの蛍光体の発光輝度との
関係を示すグラフである。第3図において発光輝度を表
わす縦軸はy=0である蛍光体すなわちYS:E
0.08 蛍光体の発光輝度を100%とする相対値で示されてい
る。また、第3図に示される発光輝度は刺激電子ビーム
の電流密度が1μA/cm2である場合の発光輝度であ
る。
第3図から明らかなように、Ti共付活量y値が増加す
るに従って発光輝度は次第に低下する。すなわち、発光
輝度の点では、Tiは本発明のYS:Eu
0.08,Ti蛍光体に対してマイナスの効果しか与
えない。しかしながら、Ti共付活量y値が小さい本発
明の蛍光体は充分に高い発光輝度を維持している。特
に、チタン含有量が母体1グラム分子に対して5×10
-6〜5×10-2グラム原子の範囲にあるとき(y値が5
×10-6≦y≦5×10-2を満たすときに相当する)に YS:Eu0.08,Ti蛍光体はサブリニア
リティの高い電流密度−発光輝度関係を示し且つ充分な
発光輝度を維持している。
なお、第1図、第2図および第3図は母体を構成する希
土類元素LnがYである場合のデータであるが、Lnが
Gd、LaあるいはLuである場合およびLnがY、G
d、LaおよびLuのうちの2種以上である場合も第1
図、第2図および第3図と同じような結果が得られた。
本発明においては、Eu量は蛍光体によって示される電
流密度−発光輝度関係のサブリニアリティにほとんど影
響を及ぼさない。またチタンは蛍光体の発光スペクトル
(発光色)にほとんど影響を及ぼさない。すなわち、本
発明の蛍光体の発光スペクトルはEu付活量が同じであ
るLnS:Eu蛍光体の発光スペクトルとほぼ同
じである。
以上説明したように、本発明によって刺激電子ビームの
電流密度が増加する時、サブリニアーな電流密度−発光
輝度関係を良好且つ安定に示す蛍光体が得られた。本発
明の蛍光体はEu付活量が母体1グラム分子に対し2×
10-4〜0.18グラム原子の範囲で一般的に使用さ
れ、特に2×10-2〜0.16グラム原子の範囲にある
場合に色純度の良い赤色発光を示す。従って、上記鉄、
コバルトおよびニッケルのうちの少なくとも1種の金属
を含有するZnS:Cu,Al緑色発光蛍光体あるいは
上記鉄、コバルトおよびニッケルのうちの少なくとも1
種の金属を含有する(Zn、Cd)S:Ag青緑色乃至
緑色発光蛍光体(いずれもスーパーリニアーな電流密度
−発光輝度関係を示す)と組合わせて電流変調型マルチ
カラーブラウン管の蛍光膜を構成するのに好適である。
また、本発明の蛍光体は前述のごとき電流変調型マルチ
カラーブラウン管以外の電子線励起表示管においても使
用される。
次に実施例によって本発明を説明する。
実施例1: 酸化イットリウム Y 225.8g 酸化ユーロピウム Eu 14.1g 酸化チタン TiO 0.4g 硫 黄 S 120g 炭酸ナトリウム NaCO 80g 燐酸カリウム KPO・3HO 20g 上記各蛍光体原料を充分に混合し、得られた混合物にア
ルミナルツボに充填し、空気中で1200℃の温度で2
時間焼成した。焼成後、得られた焼成物を水で十分に洗
浄し、乾燥した。このようにしてYS:Eu
0.08, Ti0.005蛍光体を得た。刺激電子ビームの電流密
度が増加する時、この蛍光体はサブリニアーな電流密度
−発光輝度関係を示し、第1図および第2図に示される
ようにその電流密度−発光輝度関係のサブリニアリティ
は YS:Eu0.08 蛍光体よりも高かった。
実施例2: 酸化イットリウム Y 158.1g 酸化ガドリニウム Gd 108.8g 酸化ユーロピウム Eu 7.0g 酸化チタン TiO 0.004g 硫 黄 S 120g 炭酸ナトリウム NaCO 80g 燐酸カリウム KPO・3HO 20g 上記各蛍光体原料を用い実施例1と同様にして(Y
0.7Gd0.3S:Eu0.04,Ti
0.00005蛍光体を得た。刺激電子ビームの電流密
度が増加する時、この蛍光体はサブリニアーな電流密度
−発光輝度関係を示し、その電流密度−発光輝度関係の
サブリニアリティは (Y0.7Gd0.3 S:Eu0.04蛍光体よ
りも高かった。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の蛍光体によって示されるサブリニアー
な電流密度−発光輝度関係を例示するグラフである。 第2図は本発明の蛍光体のTi共付活量とこの蛍光体に
よって示される電流密度−発光輝度関係のサブリニアリ
ティとの関係を例示するグラフである。 第3図は本発明の蛍光体のTi共付活量とこの蛍光体の
発光輝度の関係を例示するグラフである。 第4図はLnS:Eu蛍光体によって示されるご
くわずかにサブリニアーな電流密度−発光輝度関係を例
示するグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷 堯 神奈川県小田原市成田1060番地 化成オプ トニクス株式会社小田原工場内 (72)発明者 竹内 修 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 草間 秀雄 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 小島 俊久 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−151683(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】組成式 LnS:Eu,Ti (但し、Lnはイットリウム、ガドリニウム、ランタン
    およびルテチウムのうちの少なくとも1種である) で表わされ、刺激電子ビームの電流密度が増加する時サ
    ブリニアーな電流密度−発光輝度関係を示す希土類蛍光
    体。
  2. 【請求項2】上記Tiの含有量が母体1グラム分子に対
    して5×10-6〜5×10-2グラム原子の範囲にあるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の蛍光体。
JP60165947A 1985-07-29 1985-07-29 蛍光体 Expired - Lifetime JPH0629420B2 (ja)

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