JPH07310073A - 赤色発光組成物 - Google Patents

赤色発光組成物

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JPH07310073A
JPH07310073A JP10375194A JP10375194A JPH07310073A JP H07310073 A JPH07310073 A JP H07310073A JP 10375194 A JP10375194 A JP 10375194A JP 10375194 A JP10375194 A JP 10375194A JP H07310073 A JPH07310073 A JP H07310073A
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JP
Japan
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phosphor
composition
component
light emitting
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JP10375194A
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Kunihiko Yoneshima
邦彦 米島
Hiroyasu Yamada
裕康 山田
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Kasei Optonix Ltd
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Kasei Optonix Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低速電子線励起により実用レベルの高輝度な
赤色発光を示し、蛍光表示管の蛍光膜に適した、Cdを
含有しない赤色発光組成物を提供しようとするものであ
る。 【構成】 下記組成式で表されるユ−ロピウム付活酸硫
化イットリウム蛍光体と導電性物質からなる赤色発光組
成物である。 Y2 2 S・aY2 3 :Eu〔但し、a(モル数)
は、1.0×10-4≦a≦2.0×10-3なる条件を満
たす数である〕

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加速電圧が1KV以
下、特に数百V以下の低速電子線励起により高輝度の赤
色発光を示す発光組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、上記の低速電子線励起によって高
輝度に発光する発光材料としては、青緑色に発光するZ
nO:Zn蛍光体やCdSの固溶量によって発光色を青
色から緑色、黄色、さらには赤色まで随意に変えること
のできる(Zn1-x ,Cdx )S:Ag(但し、0≦x
≦1。以下、同様である)蛍光体に対して、In
2 3、ZnO、SnO2 等の導電性物質を混合または
付着させた発光組成物がよく知られている。これらの発
光材料を蛍光膜として用いた蛍光表示管は、VTR、電
子レンジ等の電気製品や車載用等の表示素子として広く
使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの発光
材料の中、(Zn1-x ,Cdx )S:Ag蛍光体を用い
た発光組成物は、ZnS:Ag蛍光体(上記式でx=0
の場合)を除き、労働安全衛生法で「特定化学物質」と
規定されたCdを含有するため、発光組成物の製造並び
にその取扱いにおいて、特別な公害防止措置をとる必要
があり、また、蛍光表示管についても、使用済み品を廃
棄する時、産業廃棄物として取扱われるため、廃棄処分
に際しても多くの費用がかかるという問題があった。
【0004】他方、蛍光体と導電性物質を混合するか、
蛍光体に導電性物質を付着して発光組成物として用いる
蛍光体の中には、Cdを含有しない、主に青、緑及び黄
色発光の蛍光体として、上記のZnS:Ag蛍光体(青
色発光)、ZnO:Zn蛍光体(青緑色発光)の外に、
ZnS:Cu,Al蛍光体(緑色発光)、ZnS:A
u,Al蛍光体(黄色発光)等があり、また、赤色発光
蛍光体としては、ユ−ロピウム付活酸硫化イットリウム
蛍光体(Y2 2 S:Eu)が代表的である。
【0005】しかし、上記のユ−ロピウム付活酸硫化イ
ットリウム蛍光体と導電性物質からなる赤色発光の発光
組成物は、発光輝度が低いため、これを蛍光表示管の蛍
光膜として用いる場合、視認性が悪く実用化レベルには
到っていない。
【0006】そこで、本発明は、上記の問題点を解消
し、加速電圧が1KV以下、特に数百V以下の低速電子
線励起により実用レベルの高輝度な赤色発光を示す、C
dを含有しない発光材料を提供しようとするものであ
る。
【0007】
〔但し、aは、1.0×10-4≦a≦2.0×10-3なる条件を満たす数である〕
【0008】(2) 蛍光体の母体1モルに対して10-6
10-4グラム原子のテルビウムを含有する上記(1) 記載
のユ−ロピウム付活酸硫化イットリウム蛍光体と導電性
物質からなる赤色発光組成物。
【0009】(3) 上記導電性物質がIn2 3 、Zn
O、SnO2 、TiO2 、WO3 、Nb2 5 、Cd
S、In2 S、Li2 S及びCu2 Sの中の少なくとも
1種である上記(1) 又は(2) 記載の赤色発光組成物。
【0010】(4) 上記赤色発光組成物の全量に対して5
〜30重量%の上記導電性物質を上記ユ−ロピウム付活
酸硫化イットリウム蛍光体に混合してなる上記(3) 記載
の赤色発光組成物。
【0011】(5) 上記赤色発光組成物の全量に対して1
〜25重量%の上記導電性物質を上記ユ−ロピウム付活
酸硫化イットリウム蛍光体の表面に付着させてなる上記
(3)記載の赤色発光組成物。
【0012】
【作用】本発明者等は、従来、テレビジョンなどの高速
電子線励起下で使用されていたY2 2 S:Eu蛍光体
に注目し、蛍光体の組成、製造方法等について種々研究
した結果、蛍光体母体中に特定量の酸化イットリウム
(Y2 3 )を含有するユ−ロピウム付活酸硫化イット
リウム赤色発光蛍光体(Y2 2 S・aY2 3 :E
u)が、高速電子線励起下では発光輝度が格別向上しな
いが、この蛍光体に導電性物質を配合すると、低速電子
線励起下においてはY2 3 を含有しないY22 S:
Eu蛍光体に導電性物質を配合したものに比べて、発光
輝度が著しく向上することを見出し、本発明の低速電子
線励起用赤色発光組成物を完成するに至った。
【0013】図1の曲線Aは、Y2 2 S・aY
2 3 :Eu蛍光体の異なるa値を有する蛍光体に対
し、導電性物質としてIn2 3 を18重量%混合した
発光組成物を製造し、この発光組成物に加速電圧60V
の低速電子線を照射して発光輝度を測定し、発光輝度と
2 3 含有量(a値)の関係を示したグラフである。
曲線Bは、In2 3 の添加を省略したY2 2 S・a
2 3 :Eu蛍光体に、加速電圧20KVの高速電子
線を照射して発光輝度を測定したものである。なお、図
1の相対発光輝度(%)は、カラーテレビジョン用赤色
発光蛍光体として現在用いられている、a値が2.1×
10-3のY2 2 S・aY2 3 :Eu蛍光体を用いた
時の発光輝度を100とした時の相対値で示しており、
曲線Aと曲線Bの絶対値を比較することはできない。
【0014】図1から明らかなように、Y2 2 S・a
2 3 :Eu蛍光体は、高速電子線励起下においてY
2 3 含有量(a値)が変化しても発光輝度はほとんど
変わらないが、この蛍光体にIn2 3 を混合した発光
組成物は、低速電子線励起下においてY2 3 含有量
(a値)によってその発光輝度が大きく変化することが
分かる。即ち、a値が1.0×10-4〜2.0×10-3
の範囲で、発光組成物の低速電子線励起下での発光輝度
が向上し、a値が3×10-4〜1.5×10-3の範囲
で、特に高輝度の発光組成物が得られることが分かる。
【0015】なお、図1は、18重量%のIn2 3
2 2 S・aY2 3 :Eu蛍光体とを混合してなる
発光組成物について上記蛍光体中のY2 3 含有量(a
値)と低速電子線励起下での発光輝度との関係について
示したが、上記発光組成物においてIn2 3 の混合量
を変化させた場合も、In2 3 を上記蛍光体に付着さ
せた場合も、また、In2 3 以外の導電性物質を用い
た場合も、Y2 2 S・aY2 3 :Eu蛍光体中のY
2 3 含有量(a値)と低速電子線励起下における発光
組成物の発光輝度との関係は図1の曲線Aと類似の相関
が認められた。
【0016】Y2 3 が、母体のY2 2 Sより導電性
が良いとの知見もないので、特定量のY2 3 を含有す
るY2 2 S:Eu蛍光体を用いた発光組成物が、特に
低速電子線励起下で高輝度となる理由は明確ではない
が、蛍光体を低速電子線で励起した場合、蛍光体表面近
傍のみが発光に寄与するので、低速電子線励起で発光輝
度が高くなった理由は、蛍光体表面の結晶性が特に良く
なったためとも考えられる。即ち、Y2 3 を上記の範
囲で含有させるときに、蛍光体は結晶性の優れた均一な
表面が形成されたものと推測される。
【0017】以下、本発明の発光組成物の製造方法につ
いて詳述する。本発明の発光組成物の構成成分の一つで
あるY2 2 S・aY2 3 :Eu蛍光体は、Y2 3
等のY化合物とEu2 3 等のEu化合物に加えて硫黄
(S)等の硫化剤及びNa2 CO3 、K3 PO4 等の融
剤を混合し、1000〜1300℃の温度で30〜12
0分間焼成することによって製造することができる。
【0018】なお、蛍光体の発光輝度をより高めるた
め、蛍光体1モル当り10-6〜10-4グラム原子相当量
のTbを含むTb2 3 等のTb化合物を上記蛍光体原
料に添加することができる。また、付活剤として、Eu
と共に蛍光体の母体1モル当たり5×10-3グラム原子
以下のSmを添加しても良い。
【0019】Y2 2 S:Eu蛍光体中のY2 3 の含
有量(a値)は、蛍光体焼成時の温度、焼成時間、硫化
剤の量、焼成中の雰囲気等の製造条件によって変化し、
所定量のY2 3 の含有量(a値)とするにはこれら製
造条件を制御することにより容易に調製することができ
る。例えば、ある焼成条件で製造したY2 2 S:Eu
蛍光体中のY2 3 の含有量(a値)が目標とする量よ
り多いときには、硫化剤として用いる硫黄(S)や融剤
であるNa2 CO3 等の添加量を増加することによって
2 3 の含有量(a値)を低下させることができ、ま
た、焼成温度を下げるか又は焼成時間を短く設定するこ
とによってもY2 3 の含有量(a値)を低下させるこ
とが可能である。また、Y2 3 の含有量(a値)が目
標とする量より少ない場合は、上記の逆の方向で制御す
ることにより、Y2 3 の含有量(a値)を上昇させる
ことができ、目標のY2 3 量を含有するY2 2 S・
aY2 3 :Eu蛍光体を製造することができる。
【0020】本発明の発光組成物のもう一つの構成成分
である導電性物質としては、従来の発光組成物の場合と
同様にIn2 3 、ZnO、SnO2 、TiO2 、WO
3 、Nb2 5 等の導電性金属酸化物やCdS、In2
S、Li2 S、Cu2 S等の導電性金属硫化物を使用す
ることができるが、発光組成物の発光輝度等の点からは
導電性金属酸化物を用いるのが好ましく、その中でも特
にIn2 3 を用いるのがより好ましい。
【0021】上記導電性物質は、Y2 2 S・aY2
3 :Eu蛍光体と任意の混合手段により単に機械的に混
合するか、バインダー等を用いる公知の方法によりY2
2S・aY2 3 :Eu蛍光体の表面に付着して本発
明の発光組成物を得ることができる。具体的には、蛍光
体粒子の表面にゼラチンやアラビアゴムを用いる方法
(特公昭54─3677号公報参照)、静電塗布法(特
公昭54─44275公報参照)、エチレンセルロー
ス、ニトロセルロース等の有機バインダーを用いる方法
(特公昭62─33266号公報参照)などの方法で導
電性物質を付着することができる。
【0022】本発明の発光組成物は、Y2 2 S・aY
2 3 :Eu蛍光体と導電性物質とを単に混合する場合
には、発光輝度の点から導電性物質の混合量を発光組成
物の全量に対して5〜30重量%、特に10〜25重量
%とするのがより好ましい。また、導電性物質をY2
2 S・aY2 3 :Eu螢光体の表面に付着させる場合
には、その付着量を発光組成物の全量に対して1〜25
重量%とするのが好ましく、特に5〜20重量%とする
のがより好ましい。
【0023】
【実施例】
(実施例1〜5及び比較例1〜4)表1に示した量の各
蛍光体原料を配合し、これらをよく混合した後、アルミ
ナルツボに詰めて表1に示したそれぞれの焼成条件で焼
成した。得られた焼成物を水で充分に洗浄し、脱水後1
80℃で16時間乾燥した。次いで、これを篩にかけて
粒子径をそろえ、蛍光体A〜E及び蛍光体a〜dを得
た。そして、82gの上記各蛍光体と18gのIn2
3 をボ−ルミルを用いて充分に混合し、表2に記載の実
施例1〜5及び比較例1〜4の各発光組成物を製造し
た。
【0024】次いで、上記の各発光組成物を加速電圧6
0Vの低速電子線で励起して発光させ、その時の発光輝
度を測定した。測定結果は表2の相対発光輝度(低速電
子線)の欄に示した。この相対発光輝度は、Y2 3
有量(a値)が2.14×10-3モル/Y2 2 Sであ
る通常のY2 2 S:Eu蛍光体とIn2 3 とを8
2:18の重量比で混合して発光組成物を調製し、その
発光組成物を加速電圧60Vの低速電子線で励起して発
光させた時の発光輝度を100とした相対値で示した。
表2には、各発光組成物に用いた蛍光体のみを加速電圧
20KVの高速電子線で励起した時の相対発光輝度も参
考のために示した。
【0025】なお、各蛍光体中に含まれるY2 3 の含
有量は、それぞれの蛍光体を0.1N塩酸の溶液に懸濁
させ、30分間撹拌して蛍光体中のY2 3 を溶解した
懸濁液を濾過し、濾液中のY+3イオンを原子吸光法で定
量した。表2に示したように、Y2 3 の含有量(a
値)が1.0×10-4〜2.0×10-3の範囲内にある
蛍光体を用いた実施例1〜5の発光組成物は、Y2 3
の含有量が上記範囲外である蛍光体を用いた比較例1〜
4の発光組成物に比べ、低速電子線励起下での相対発光
輝度が著しく高いことが分かる。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】
【発明の効果】本発明は、上記のように、Y2 3 含有
量(a値)が特定範囲にあるY2 2S・aY2 3
Eu蛍光体と導電性物質からなる発光組成物を調製する
ことにより、低速電子線励起下で特に高輝度の赤色発光
を呈し、蛍光表示管やフィールドエミッションディスプ
レイ等の蛍光膜として好適の赤色発光組成物の提供を可
能にした。
【図面の簡単な説明】
【図1】 Y2 2 S・aY2 3 :Eu蛍光体中のY
2 3 含有量(a値)と発光組成物の相対発光輝度との
関係を示すグラフである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記組成式で表されるユ−ロピウム付活
    酸硫化イットリウム蛍光体と導電性物質からなる赤色発
    光組成物。 Y2 2 S・aY2 3 :Eu 〔但し、aは、1.0×10-4≦a≦2.0×10-3
    る条件を満たす数である〕
  2. 【請求項2】 上記ユ−ロピウム付活酸硫化イットリウ
    ム蛍光体が、該蛍光体の母体1モルに対して10-6〜1
    -4グラム原子のテルビウムを含有する請求項1記載の
    赤色発光組成物。
  3. 【請求項3】 上記導電性物質がIn2 3 、ZnO、
    SnO2 、TiO2、WO3 、Nb2 5 、CdS、I
    2 S、Li2 S、Cu2 Sの中の少なくとも1種であ
    る請求項1又は2記載の赤色発光組成物。
  4. 【請求項4】 上記赤色発光組成物の全量に対して、5
    〜30重量%の上記導電性物質を上記ユ−ロピウム付活
    酸硫化イットリウム蛍光体に混合してなる請求項3記載
    の赤色発光組成物。
  5. 【請求項5】 上記ユ−ロピウム付活酸硫化イットリウ
    ム蛍光体の表面に、上記発光組成物の全量に対して1〜
    25重量%の上記導電性物質を付着させてなる請求項3
    記載の赤色発光組成物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5861713A (en) * 1996-06-26 1999-01-19 Nec Corporation Low voltage electron beam display apparatus having brightness increased by reducing an oxide inevitably formed on a surface of an oxisulfide phosphor on manufacture

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5861713A (en) * 1996-06-26 1999-01-19 Nec Corporation Low voltage electron beam display apparatus having brightness increased by reducing an oxide inevitably formed on a surface of an oxisulfide phosphor on manufacture

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